JP2013163186A - Welding control device, welding control method, and welding control program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a welding control device capable of controlling a welding device so as to perform welding optimal to a groove shape even though a flange has a slope in welding of a butt joint and a step T joint of a connected flange.SOLUTION: A welding control device 1 includes a slope angle calculation means 20 for calculating a slope angle φ of a second welded member W2, a groove angle calculation means 30 for calculating a groove angle θ of the second welded member W2, a route gap width calculation means 40 for calculating a route gap width r as a distance between a point (for example, intersection point Ibetween the first groove line segment and a second groove line segment) on a first groove line segment and an intersection point Ibetween the second groove line segment and a second lower face line segment as a lower face line segment of the second welded member W2, a groove depth calculation means 70 for calculating a groove depth d from a plate thickness t, the slope angle φ, and the groove angle θ of the second welded member W2, and an execution condition selection means 90 for selecting predesignated execution conditions on each groove depth d.

Description

本発明は、建築鉄骨柱等の仕口におけるダイアフラムとフランジ間の突合せ継手およびコアとフランジ間の段差T継手の溶接に関するものである。   The present invention relates to welding of a butt joint between a diaphragm and a flange and a step T joint between a core and a flange in a joint such as an architectural steel column.

従来、溶接ロボットを用いた建築鉄骨柱等の仕口ワークの溶接に関して、例えば特許文献1〜3に示すような技術が提案されている。特許文献1〜3で提案された技術では、例えば図8(a)、(b)に示すような、ダイアフラムW1a−フランジW2間の突合せ継手、および、コラムコアW1b−フランジW2間の段差T継手における自動多層盛り溶接において、予め設定された板厚値、ダイアフラム径に加えて、溶接ロボットのアーム先端に取り付けられた溶接トーチの通電の感知を利用したタッチセンシング(以下、単に「センシング」という場合がある)により、図8(a)に示すような以下の値を導出していた。   Conventionally, for example, techniques as shown in Patent Documents 1 to 3 have been proposed regarding welding of joint works such as architectural steel columns using a welding robot. In the techniques proposed in Patent Documents 1 to 3, for example, as shown in FIGS. 8A and 8B, a butt joint between the diaphragm W1a and the flange W2 and a step T joint between the column core W1b and the flange W2 are used. In automatic multi-layer welding, touch sensing using the sensing of the energization of a welding torch attached to the arm tip of the welding robot in addition to the preset plate thickness and diaphragm diameter (hereinafter referred to simply as “sensing”) Therefore, the following values as shown in FIG.

(1)ダイアフラムW1a表面の高さ位置
(2)フランジW2のダイアフラムW1aに対する取り付け位置
(3)フランジW2の幅
(4)フランジW2表面の高さ位置
(5)開先のルートギャップ幅
(6)開先中心位置(ルートギャップ幅の中点)
(7)ダイアフラムW1a上面とフランジW2上面との表面段差量
(1) Height position of diaphragm W1a surface (2) Mounting position of flange W2 with respect to diaphragm W1a (3) Width of flange W2 (4) Height position of flange W2 surface (5) Root gap width of groove (6) Groove center position (midpoint of root gap width)
(7) Surface step difference between the upper surface of diaphragm W1a and the upper surface of flange W2

例えば特許文献3には、図9(a)に示すようなダイアフラムW1a−フランジW2間の突合せ継手において、フランジW2の上面におけるPの位置、ダイアフラムW1aの開先面におけるPの位置、フランジW2の開先面におけるPの位置、の順にタッチセンシングを行い、当該タッチセンシングによって導出したP〜Pの位置座標と、予め定められたフランジW2の板厚tとから、開先のルートギャップ幅rを算出することが記載されている。また、例えば特許文献2には、図9(b)に示すようなダイアフラムW1a−フランジW2間の突合せ継手において、ダイアフラムW1aの上面におけるPの位置、フランジW2の上面におけるPの位置、の順にタッチセンシングを行うことで、ダイアフラムW1a上面とフランジW2上面との表面段差量を算出することが記載されている。 For example, Patent Document 3, in butt joint between the diaphragm W1a- flange W2 as shown in FIG. 9 (a), the position of P 1 on the upper surface of the flange W2, the position of P 2 in the open tip surface of the diaphragm W1a, flange position of P 3 in the open crest of W2, sequentially performs a touch sensing, the position coordinates of P 1 to P 3 derived by the touch sensing, and a plate thickness t of the flange W2 of predetermined of the groove It is described that the root gap width r is calculated. Further, for example, Patent Document 2, in the butt joint between the diaphragm W1a- flange W2 as shown in FIG. 9 (b), the position of P 1 at the top surface of the diaphragm W1a, the position of P 2 on the upper surface of the flange W2, the It is described that the surface level difference between the upper surface of the diaphragm W1a and the upper surface of the flange W2 is calculated by sequentially performing touch sensing.

そして、特許文献1〜3で提案された技術では、図10のフローチャートに示すように、予め定められた板厚等のパラメータを入力し(ステップS101)、センシングによって溶接ロボットに対する継手の3次元位置、溶接線方向、開先内の寸法形状等を導出し(ステップS102)、基準となる開先寸法値(開先深さ)の施工条件を読み込む(ステップS103)。次に、基準となる開先寸法値と実際の開先寸法値との差分から、実際の継手の寸法値に対応するように施工条件を修正し(ステップS104)、当該修正後の施工条件を用いて開先形状に最適な溶接を行う(ステップS105)。なお、前記したステップS103において読み込む施工条件は、開先寸法値(開先深さ)別にその継手における代表的な溶着形状を実現するための溶接のパス数や、各溶接のパスにおける溶接電流、アーク電圧、溶接速度、ねらい位置等のパラメータ値であり、予め実験によって作成したパラメータがデータベースに格納されている。   And in the technique proposed by patent documents 1-3, as shown to the flowchart of FIG. 10, parameters, such as predetermined plate thickness, are input (step S101), and the three-dimensional position of the joint with respect to the welding robot by sensing Then, the welding line direction, the dimensional shape in the groove, etc. are derived (step S102), and the construction condition of the groove dimension value (groove depth) as a reference is read (step S103). Next, from the difference between the reference groove dimension value and the actual groove dimension value, the construction condition is corrected so as to correspond to the actual joint dimension value (step S104). The welding which is optimal for the groove shape is performed (step S105). In addition, the construction conditions read in step S103 described above are the number of welding passes for realizing a typical welding shape in the joint for each groove dimension value (groove depth), the welding current in each welding pass, Parameters such as arc voltage, welding speed, target position, etc., and parameters previously created by experiments are stored in the database.

特許第4658767号公報Japanese Patent No. 4658767 特開2007−216240号公報JP 2007-216240 A 特開平5−329644号公報JP-A-5-329644

しかしながら、ダイアフラムW1a−フランジW2間の突合せ継手およびコラムコアW1b−フランジW2間の段差T継手においては、図11(b)、(c)に示すように、フランジW2の長さ方向が水平面に対して角度を有する場合、その勾配角度に応じて、フランジW2の実際の板厚tに対するフランジW2のエッジと開先底部の高さ距離である開先深さdが変化する。すなわち、図11(b)に示すような上り勾配の場合は、勾配なしの場合(図11(a)参照)と比較して、実際の板厚tに対して開先深さdが増大することになる。また、図11(c)に示すような下り勾配の場合は、勾配なしの場合(図11(a)参照)と比較して、実際の板厚tに対して開先深さdが減少することになる。   However, in the butt joint between the diaphragm W1a and the flange W2 and the step T joint between the column core W1b and the flange W2, as shown in FIGS. 11B and 11C, the length direction of the flange W2 is relative to the horizontal plane. If there is an angle, the groove depth d, which is the height distance between the edge of the flange W2 and the groove bottom, with respect to the actual plate thickness t of the flange W2 changes according to the gradient angle. That is, in the case of the upward gradient as shown in FIG. 11B, the groove depth d increases with respect to the actual plate thickness t as compared with the case without the gradient (see FIG. 11A). It will be. Further, in the case of a downward gradient as shown in FIG. 11C, the groove depth d decreases with respect to the actual plate thickness t, compared to the case of no gradient (see FIG. 11A). It will be.

このような場合に従来の特許文献1〜3で提案されていたような技術を用いると、当該特許文献1〜3では、事前に入力された板厚t=開先深さdとして設定し、当該開先深さdに対応する施工条件を読み込み、センシングの結果に従って修正した施工条件を用いて溶接を行っていたため(図10参照)、入力された板厚tと実際の開先深さdに対する溶着量に誤差が生じ、実際の開先形状に対して溶接が不適切なものとなる。   In such a case, when using the technique proposed in the conventional Patent Documents 1 to 3, in the Patent Documents 1 to 3, the sheet thickness t input in advance is set as the groove depth d, Since the construction conditions corresponding to the groove depth d were read and welding was performed using the construction conditions modified according to the sensing results (see FIG. 10), the input plate thickness t and the actual groove depth d An error occurs in the amount of welding with respect to, and welding becomes inappropriate for the actual groove shape.

さらに特許文献1〜3で提案された技術では、図11に示すように、余盛高さSがフランジW2上面の延長線とコラムコアW1bとの交点位置(図11における×印)と、板厚tとによって規定されており、例えば「t/4≦S≦10 (6<t≦40)※単位は[mm])から求められていた。従って、特許文献1〜3で提案された技術では、図11(b)、(c)に示すように、フランジW2の勾配角度によって余盛層の形状が変化し、溶接が安定しないという問題があった。また、ダイアフラムW1a−フランジW2間の突合せ継手においては、フランジW2が勾配を有していると、その勾配角度に応じてフランジW2の開先エッジの高さが変化することになるため、正確な表面段差量を算出することができなくなり、溶接時に用いる適切な施工条件を導出できないという問題があった。   Further, in the techniques proposed in Patent Documents 1 to 3, as shown in FIG. 11, the extra height S is the intersection position between the extension line on the upper surface of the flange W2 and the column core W1b (the cross in FIG. 11), the plate The thickness t is defined by, for example, “t / 4 ≦ S ≦ 10 (6 <t ≦ 40) (the unit is [mm]). Therefore, the technique proposed in Patent Documents 1 to 3” 11 (b) and 11 (c), there is a problem that the shape of the build-up layer changes depending on the gradient angle of the flange W2, and the welding is not stable, and between the diaphragm W1a and the flange W2. In the butt joint, if the flange W2 has a gradient, the height of the groove edge of the flange W2 changes according to the gradient angle, so an accurate surface step amount can be calculated. Suitable for welding There was a problem that it was not possible to derive serious construction conditions.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、仕口フランジの突合せ継手および段差T継手の溶接において、フランジが勾配を有している場合であっても、開先形状に最適な溶接を行うように溶接装置を制御することができる溶接制御装置、溶接制御方法および溶接制御プログラムを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and in welding of a butt joint and a step T joint of a joint flange, even when the flange has a gradient, it has a groove shape. It is an object of the present invention to provide a welding control device, a welding control method, and a welding control program capable of controlling a welding device so as to perform optimum welding.

前記した課題を解決するために本発明に係る溶接制御装置は、第1被溶接部材の開先面と第2被溶接部材の開先面との間に形成された開先を溶接ロボット先端の溶接トーチによって溶接する溶接装置において、前記第1被溶接部材と前記第2被溶接部材の対向方向をX軸とし、前記開先の深さ方向をZ軸とした座標系を設定し、前記溶接トーチ先端に所定長さで突き出された溶接ワイヤと、前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材との間にセンシング電圧を印加し、その通電状態から前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材の前記X軸方向および前記Z軸方向の位置座標を検出し、当該位置座標と、予め設定された前記第2被溶接部材の板厚とから求めた施工条件に従って、溶接時に前記溶接ロボットを制御する溶接制御装置であって、勾配角度算出手段と、開先角度算出手段と、ルートギャップ幅算出手段と、開先深さ算出手段と、施工条件選択手段と、を備える構成とした。   In order to solve the above-described problem, a welding control apparatus according to the present invention provides a groove formed between a groove surface of a first welded member and a groove surface of a second welded member at the tip of the welding robot. In a welding apparatus for welding with a welding torch, a coordinate system is set in which a facing direction of the first welded member and the second welded member is an X axis and a depth direction of the groove is a Z axis, and the welding is performed. A sensing voltage is applied between the welding wire protruding to the tip of the torch at a predetermined length, the first welded member, and the second welded member, and from the energized state, the first welded member and the first welded member are applied. 2 The position coordinates of the X-axis direction and the Z-axis direction of the member to be welded are detected, and according to the construction conditions determined from the position coordinates and the preset plate thickness of the second member to be welded, A welding control device that controls the welding robot. What was the gradient angle calculation unit, and the included angle calculation means, and the root gap width calculating means, and the groove depth calculating means, and configured to include, and welding conditions selection means.

このような構成を備える溶接制御装置は、勾配角度算出手段によって、前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標から、前記X軸に対する前記第2被溶接部材の勾配角度を算出する。また、溶接制御装置は、開先角度算出手段によって、前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、前記第1被溶接部材の開先面と平行な前記Z軸に対する前記第2被溶接部材の開先角度を算出する。また、溶接制御装置は、ルートギャップ幅算出手段によって、前記第1被溶接部材の開先面における位置座標から、当該第1被溶接部材の開先面に沿う線分である第1開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、当該第2被溶接部材の開先面に沿う線分である第2開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標を通る線分を前記第2被溶接部材の板厚だけ平行移動させることで、前記第2被溶接部材の下面の線分である第2下面線分を算出し、前記第1開先線分上における点と、前記第2開先線分と前記第2下面線分との交点とのX軸方向における距離を、前記開先のルートギャップ幅として算出する。また、溶接制御装置は、開先深さ算出手段によって、前記第2被溶接部材の板厚に対して、前記勾配角度と前記開先角度との合計角度の余弦に対する、前記開先角度の余弦の割合を乗算することで、前記開先深さを算出する。また、溶接制御装置は、施工条件選択手段によって、前記開先深さ算出手段において算出された開先深さに応じて、当該開先深さごとに予め溶接実験により作成した施工条件を選択する。   The welding control apparatus having such a configuration calculates the gradient angle of the second welded member with respect to the X axis from the plurality of position coordinates on the upper surface of the second welded member by the gradient angle calculating means. Further, the welding control device uses the groove angle calculation means to calculate the first relative to the Z axis parallel to the groove surface of the first welded member from a plurality of position coordinates on the groove surface of the second welded member. 2 Calculate the groove angle of the member to be welded. Further, the welding control device uses a route gap width calculation unit to calculate a first groove line that is a line segment along the groove surface of the first welded member from a position coordinate on the groove surface of the first welded member. And calculating a second groove line segment that is a line segment along the groove surface of the second welded member from a plurality of position coordinates on the groove surface of the second welded member, 2 A second lower surface line segment that is a line segment of the lower surface of the second welded member by translating a line segment passing through a plurality of position coordinates on the upper surface of the welded member by the plate thickness of the second welded member. And the distance in the X-axis direction between the point on the first groove line segment and the intersection of the second groove line segment and the second lower surface line segment is defined as the root gap width of the groove. calculate. Further, the welding control device uses the groove depth calculation means to cosine the groove angle with respect to the cosine of the total angle of the gradient angle and the groove angle with respect to the plate thickness of the second welded member. The groove depth is calculated by multiplying the ratio. In addition, the welding control device selects a construction condition created in advance by a welding experiment for each groove depth according to the groove depth calculated by the groove depth calculation means by the construction condition selection means. .

このように溶接制御装置によれば、第2被溶接部材が勾配を有している場合において、勾配角度算出手段によって勾配角度を算出し、当該勾配角度を加味して、開先角度算出手段によって正確な開先角度を算出し、ルートギャップ幅算出手段によって正確なルートギャップ幅を算出し、開先深さ算出手段によって正確な開先深さを算出する。そして、溶接制御装置は、施工条件選択手段によって、前記した正確な開先深さに基づいて最適な施工条件を求めることができる。   Thus, according to the welding control apparatus, when the second member to be welded has a gradient, the gradient angle is calculated by the gradient angle calculating unit, and the groove angle is calculated by taking the gradient angle into account. An accurate groove angle is calculated, an accurate route gap width is calculated by the route gap width calculating means, and an accurate groove depth is calculated by the groove depth calculating means. And the welding control apparatus can obtain | require optimal construction conditions based on the above-mentioned exact groove depth by construction condition selection means.

また、本発明に係る溶接制御装置は、余盛高さ算出手段と、パス数決定手段と、施工条件修正手段と、を備えることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the welding control apparatus which concerns on this invention is provided with a surplus height calculation means, a pass number determination means, and a construction condition correction means.

このような構成を備える溶接制御装置は、余盛高さ算出手段によって、前記ルートギャップ幅に対して、前記開先深さと前記開先角度の正接とを乗算した値を加算し、当該加算値に前記勾配角度の正接を乗算し、当該乗算値に前記第2被溶接部材の脚長Sを加算することで、前記開先における溶接ビードの余盛高さを算出する。また、溶接制御装置は、パス数決定手段によって、前記余盛高さ算出手段において算出された余盛高さに応じて、当該余盛高さごとに予め定められた前記開先の形状に対応する溶接のパス数を決定する。また、溶接制御装置は、施工条件修正手段によって、前記施工条件選択手段において選択された施工条件に含まれるパス数を、前記パス数決定手段によって決定されたパス数に置き換えることで、当該施工条件を修正する。   The welding control device having such a configuration adds a value obtained by multiplying the root gap width by the groove depth and the tangent of the groove angle by the surplus height calculating means, and the added value Is multiplied by the tangent of the gradient angle, and the leg height S of the second welded member is added to the multiplied value to calculate the extra height of the weld bead in the groove. Further, the welding control device corresponds to the shape of the groove predetermined for each extra height according to the extra height calculated by the extra height calculating means by the pass number determining means. Determine the number of welding passes. Further, the welding control apparatus replaces the number of passes included in the construction condition selected by the construction condition selection unit with the number of passes determined by the pass number determination unit, by the construction condition correction unit. To correct.

このように溶接制御装置によれば、余盛高さ算出手段によって開先における溶接ビードの余盛高さを算出し、施工条件修正手段によって、前記した余盛高さに応じてパス数決定手段で決定されたパス数を用いて施工条件を修正することで、第2被溶接部材が勾配を有する場合であっても、当該勾配に応じて溶接ビードの余盛高さが最適になるように溶接のパス数を調整することができる。   Thus, according to the welding control apparatus, the surplus height of the weld bead in the groove is calculated by the surplus height calculation means, and the number of passes is determined by the construction condition correcting means according to the above surplus height. By correcting the construction conditions using the number of passes determined in step 2, even if the second welded member has a gradient, the extra height of the weld bead is optimized according to the gradient. The number of welding passes can be adjusted.

また、本発明に係る溶接制御装置は、前記勾配角度、前記開先角度および前記ルートギャップ幅のいずれかが、予め定められた値の範囲内に含まれるか否かを判定し、当該範囲内に含まれない場合、前記溶接ロボットに対して溶接中止を指示するデータ判定手段を備えることが好ましい。   Further, the welding control device according to the present invention determines whether or not any of the gradient angle, the groove angle, and the route gap width is included in a predetermined value range. If it is not included, it is preferable to include data determination means for instructing the welding robot to stop welding.

このような構成を備える溶接制御装置は、算出された勾配角度、開先角度およびルートギャップ幅のいずれかが溶接に不適当な値である場合にデータ判定手段が溶接中止を判定して、溶接ロボットが溶接を行わないように制御することができる。   In the welding control device having such a configuration, when any of the calculated gradient angle, groove angle, and route gap width is an inappropriate value for welding, the data determination unit determines that welding is stopped, and welding is performed. The robot can be controlled not to perform welding.

前記した課題を解決するために本発明に係る溶接制御方法は、第1被溶接部材の開先面と第2被溶接部材の開先面との間に形成された開先を溶接ロボット先端の溶接トーチによって溶接する溶接装置において、前記第1被溶接部材と前記第2被溶接部材の対向方向をX軸とし、前記開先の深さ方向をZ軸とした座標系を設定し、前記溶接トーチ先端に所定長さで突き出された溶接ワイヤと、前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材との間にセンシング電圧を印加し、その通電状態から前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材の前記X軸方向および前記Z軸方向の位置座標を検出し、当該位置座標と、予め設定された前記第2被溶接部材の板厚とから求めた施工条件に従って、溶接時に前記溶接ロボットを制御する溶接制御方法であって、勾配角度算出工程と、開先角度算出工程と、ルートギャップ幅算出工程と、開先深さ算出工程と、施工条件選択工程と、を行うこととした。   In order to solve the above-described problem, a welding control method according to the present invention includes a groove formed between a groove surface of a first welded member and a groove surface of a second welded member. In a welding apparatus for welding with a welding torch, a coordinate system is set in which a facing direction of the first welded member and the second welded member is an X axis and a depth direction of the groove is a Z axis, and the welding is performed. A sensing voltage is applied between the welding wire protruding to the tip of the torch at a predetermined length, the first welded member, and the second welded member, and from the energized state, the first welded member and the first welded member are applied. 2 The position coordinates of the X-axis direction and the Z-axis direction of the member to be welded are detected, and according to the construction conditions determined from the position coordinates and the preset plate thickness of the second member to be welded, Welding control method to control the welding robot What was the gradient angle calculation step, the included angle calculation step, and the root gap width calculating process, the groove depth calculating step, and the welding conditions selected step, and carrying out the.

このような手順を行う溶接制御方法は、勾配角度算出工程において、勾配角度算出手段によって、前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標から、前記X軸に対する前記第2被溶接部材の勾配角度を算出する。また、溶接制御方法は、開先角度算出工程において、開先角度算出手段によって、前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、前記第1被溶接部材の開先面と平行な前記Z軸に対する前記第2被溶接部材の開先角度を算出する。また、溶接制御方法は、ルートギャップ幅算出工程において、ルートギャップ幅算出手段によって、前記第1被溶接部材の開先面における位置座標から、当該第1被溶接部材の開先面に沿う線分である第1開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、当該第2被溶接部材の開先面に沿う線分である第2開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標を通る線分を前記第2被溶接部材の板厚だけ平行移動させることで、前記第2被溶接部材の下面の線分である第2下面線分を算出し、前記第1開先線分上における点と、前記第2開先線分と前記第2下面線分との交点とのX軸方向における距離を、前記開先のルートギャップ幅として算出する。また、溶接制御方法は、開先深さ算出工程において、開先深さ算出手段によって、前記第2被溶接部材の板厚に対して、前記勾配角度と前記開先角度との合計角度の余弦に対する、前記開先角度の余弦の割合を乗算することで、前記開先深さを算出する。また、溶接制御方法は、施工条件選択工程において、施工条件選択手段によって、前記開先深さ算出手段において算出された開先深さに応じて、当該開先深さごとに予め溶接実験により作成した施工条件を選択する。   According to the welding control method for performing such a procedure, in the gradient angle calculating step, the gradient angle calculating means determines the gradient of the second welded member with respect to the X axis from a plurality of position coordinates on the upper surface of the second welded member. Calculate the angle. Further, in the welding control method, in the groove angle calculation step, the groove angle calculation means uses a plurality of position coordinates on the groove surface of the second welded member to be parallel to the groove surface of the first welded member. A groove angle of the second welded member with respect to the Z axis is calculated. In the welding control method, in the route gap width calculating step, a line segment along the groove surface of the first welded member is obtained from the position coordinates on the groove surface of the first welded member by the route gap width calculating unit. A first groove line that is a line segment along the groove surface of the second welded member from a plurality of position coordinates on the groove surface of the second welded member. And a line segment passing through a plurality of position coordinates on the upper surface of the second welded member is translated by the plate thickness of the second welded member, whereby a line segment on the lower surface of the second welded member is calculated. And calculating the distance between the point on the first groove line segment and the intersection of the second groove line segment and the second lower surface line segment in the X-axis direction, Calculated as the root gap width of the groove. Further, in the welding control method, in the groove depth calculation step, a cosine of a total angle of the gradient angle and the groove angle with respect to the plate thickness of the second welded member by the groove depth calculation means. The groove depth is calculated by multiplying the cosine ratio of the groove angle with respect to the groove angle. Further, the welding control method is created by a welding experiment in advance for each groove depth according to the groove depth calculated by the groove depth calculating means by the construction condition selecting means in the construction condition selecting step. Select the construction conditions.

このように、溶接制御方法によれば、第2被溶接部材が勾配を有している場合において、勾配角度算出工程において勾配角度を算出し、当該勾配角度を加味して、開先角度算出工程において正確な開先角度を算出し、ルートギャップ幅算出工程において正確なルートギャップ幅を算出し、開先深さ算出工程において正確な開先深さを算出する。そして、溶接制御方法は、施工条件選択工程において、前記した正確な開先深さに基づいて最適な施工条件を求めることができる。   Thus, according to the welding control method, when the second member to be welded has a gradient, the gradient angle is calculated in the gradient angle calculation step, and the groove angle calculation step is performed in consideration of the gradient angle. The accurate groove angle is calculated, the accurate route gap width is calculated in the route gap width calculating step, and the accurate groove depth is calculated in the groove depth calculating step. And the welding control method can obtain | require optimal construction conditions based on the above-mentioned exact groove depth in a construction condition selection process.

前記した課題を解決するために本発明に係る溶接制御プログラムは、第1被溶接部材の開先面と第2被溶接部材の開先面との間に形成された開先を溶接ロボット先端の溶接トーチによって溶接する溶接装置において、前記第1被溶接部材と前記第2被溶接部材の対向方向をX軸とし、前記開先の深さ方向をZ軸とした座標系を設定し、前記溶接トーチ先端に所定長さで突き出された溶接ワイヤと、前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材との間にセンシング電圧を印加し、その通電状態から前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材の前記X軸方向および前記Z軸方向の位置座標を検出し、当該位置座標と、予め設定された前記第2被溶接部材の板厚とから求めた施工条件に従って、溶接時に前記溶接ロボットを制御するために、コンピュータを、勾配角度算出手段、開先角度算出手段、ルートギャップ幅算出手段、開先深さ算出手段、施工条件選択手段、として機能させる構成とした。   In order to solve the above-described problem, a welding control program according to the present invention provides a groove formed between a groove surface of a first welded member and a groove surface of a second welded member at a tip of a welding robot. In a welding apparatus for welding with a welding torch, a coordinate system is set in which a facing direction of the first welded member and the second welded member is an X axis and a depth direction of the groove is a Z axis, and the welding is performed. A sensing voltage is applied between the welding wire protruding to the tip of the torch at a predetermined length, the first welded member, and the second welded member, and from the energized state, the first welded member and the first welded member are applied. 2 The position coordinates of the X-axis direction and the Z-axis direction of the member to be welded are detected, and according to the construction conditions determined from the position coordinates and the preset plate thickness of the second member to be welded, To control the welding robot, The computer, the gradient angle calculation unit, and included angle calculating means, the root gap width calculating means, groove depth calculating means, and configured to function as a construction condition selection means.

このような構成を備える溶接制御プログラムは、勾配角度算出手段によって、前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標から、前記X軸に対する前記第2被溶接部材の勾配角度を算出する。また、溶接制御プログラムは、開先角度算出手段によって、前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、前記第1被溶接部材の開先面と平行な前記Z軸に対する前記第2被溶接部材の開先角度を算出する。また、溶接制御プログラムは、ルートギャップ幅算出手段によって、前記第1被溶接部材の開先面における位置座標から、当該第1被溶接部材の開先面に沿う線分である第1開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、当該第2被溶接部材の開先面に沿う線分である第2開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標を通る線分を前記第2被溶接部材の板厚だけ平行移動させることで、前記第2被溶接部材の下面の線分である第2下面線分を算出し、前記第1開先線分上における点と、前記第2開先線分と前記第2下面線分との交点とのX軸方向における距離を、前記開先のルートギャップ幅として算出する。また、溶接制御プログラムは、開先深さ算出手段によって、前記第2被溶接部材の板厚に対して、前記勾配角度と前記開先角度との合計角度の余弦に対する、前記開先角度の余弦の割合を乗算することで、前記開先深さを算出する。また、溶接制御プログラムは、施工条件選択手段によって、前記開先深さ算出手段において算出された開先深さに応じて、当該開先深さごとに予め溶接実験により作成した施工条件を選択する。   The welding control program having such a configuration calculates a gradient angle of the second welded member with respect to the X axis from a plurality of position coordinates on the upper surface of the second welded member by a gradient angle calculating means. Further, the welding control program uses the groove angle calculation means to calculate the first axis relative to the Z axis parallel to the groove surface of the first welded member from a plurality of position coordinates on the groove surface of the second welded member. 2 Calculate the groove angle of the member to be welded. Further, the welding control program uses a root gap width calculating means to calculate a first groove line that is a line segment along the groove surface of the first welded member from the position coordinates on the groove surface of the first welded member. And calculating a second groove line segment that is a line segment along the groove surface of the second welded member from a plurality of position coordinates on the groove surface of the second welded member, 2 A second lower surface line segment that is a line segment of the lower surface of the second welded member by translating a line segment passing through a plurality of position coordinates on the upper surface of the welded member by the plate thickness of the second welded member. And the distance in the X-axis direction between the point on the first groove line segment and the intersection of the second groove line segment and the second lower surface line segment is defined as the root gap width of the groove. calculate. Further, the welding control program uses the groove depth calculation means to cosine the groove angle with respect to the cosine of the total angle of the gradient angle and the groove angle with respect to the plate thickness of the second welded member. The groove depth is calculated by multiplying the ratio. Further, the welding control program selects, by the construction condition selection means, construction conditions created in advance by a welding experiment for each groove depth according to the groove depth calculated by the groove depth calculation means. .

このように、溶接制御プログラムによれば、第2被溶接部材が勾配を有している場合において、勾配角度算出手段によって勾配角度を算出し、当該勾配角度を加味して、開先角度算出手段によって正確な開先角度を算出し、ルートギャップ幅算出手段によって正確なルートギャップ幅を算出し、開先深さ算出手段によって正確な開先深さを算出する。そして、溶接制御プログラムは、施工条件選択手段によって、前記した正確な開先深さに基づいて最適な施工条件を求めることができる。   Thus, according to the welding control program, when the second member to be welded has a gradient, the gradient angle is calculated by the gradient angle calculation means, and the groove angle calculation means is added to the gradient angle. To calculate an accurate groove angle, calculate an accurate route gap width by the route gap width calculating means, and calculate an accurate groove depth by the groove depth calculating means. And the welding control program can obtain | require optimal construction conditions based on the above-mentioned exact groove depth by construction condition selection means.

本発明に係る溶接制御装置、溶接制御方法および溶接制御プログラムによれば、仕口フランジの突合せ継手および段差T継手の溶接において、第2被溶接部材が勾配を有している場合であっても、その勾配角度に応じた実際の開先深さを算出することができるため、実際の開先形状に最適な溶接を行うように溶接装置を制御することができる。   According to the welding control device, the welding control method, and the welding control program according to the present invention, even when the second welded member has a gradient in the welding of the butt joint and the step T joint of the joint flange, Since the actual groove depth according to the gradient angle can be calculated, the welding apparatus can be controlled so as to perform the optimum welding for the actual groove shape.

本発明の実施形態に係る溶接制御装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the welding control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る溶接制御装置における具体的なセンシング方法を説明するための概略図であって、(a)は、第2被溶接部材が上り勾配の場合におけるセンシング方法を説明するための概略図、(b)は、第2被溶接部材が下り勾配の場合におけるセンシング方法を説明するための概略図、である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic for demonstrating the specific sensing method in the welding control apparatus which concerns on embodiment of this invention, Comprising: (a) is for demonstrating the sensing method in case the 2nd to-be-welded member is an up-slope. Schematic, (b) is a schematic diagram for explaining a sensing method when the second welded member has a downward slope. 本発明の実施形態に係る溶接制御装置において、余盛高さに応じて溶接のパス数が決定されることを示す概略図である。In the welding control apparatus which concerns on embodiment of this invention, it is the schematic which shows that the number of passes of welding is determined according to surplus height. 本発明の実施形態に係る溶接制御装置において、第2溶接部材の板厚および勾配角度が異なる場合に同じ施工条件が選択される例を示す概略図であって、(a)は、第2被溶接部材の板厚がtで勾配角度がφの場合を示す概略図、(b)は、第2被溶接部材の板厚がtで勾配角度がφの場合を示す概略図、(c)は、第2被溶接部材の板厚がdで勾配角度が0の場合を示す概略図、である。In the welding control apparatus which concerns on embodiment of this invention, it is the schematic which shows the example in which the same construction conditions are selected when the plate | board thickness and gradient angle of a 2nd welding member differ, Comprising: (a) schematic diagram plate thickness of the welding member shows the case of a slope angle phi a at t a, (b) is a schematic diagram thickness of the second member to be welded is shown a case where the slope angle is phi B at t B, (C) is the schematic which shows the case where the plate | board thickness of a 2nd to-be-welded member is d, and the gradient angle is 0. FIG. 本発明の実施形態に係る溶接制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the welding control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る溶接制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the welding control apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 本発明に係る溶接制御装置をテーパーコラムコア溶接に適用した場合を示す概略図であって、(a)は、テーパーコラムの形状を示す斜視図、(b)は、テーパーコラムの形状を示す側面図、(c)は、テーパーコラムを構成するテーパーコアのテーパー形状が1面絞りの場合を示す概略図、(d)は、テーパーコラムを構成するテーパーコアのテーパー形状が2面絞りの場合を示す概略図、(e)は、テーパーコラムを構成するテーパーコアのテーパー形状が3面絞りの場合を示す概略図、(f)は、テーパーコラムを構成するテーパーコアのテーパー形状が4面絞りの場合を示す概略図、である。It is the schematic which shows the case where the welding control apparatus which concerns on this invention is applied to a taper column core welding, Comprising: (a) is a perspective view which shows the shape of a taper column, (b) is a side surface which shows the shape of a taper column (C) is a schematic diagram showing the case where the taper shape of the taper core constituting the taper column is a one-surface aperture, and (d) is the case where the taper shape of the taper core constituting the taper column is a two-surface aperture. (E) is a schematic diagram showing a case where the taper shape of the taper core constituting the taper column is a three-surface aperture, and (f) is a diagram showing the taper shape of the taper core constituting the taper column is a four-surface aperture. It is the schematic which shows a case. 溶接対象となる仕口ワークを説明するための概略図であって、(a)は、仕口ワークを構成する第1被溶接部材および第2被溶接部材の斜視図、(b)は、仕口ワークを構成する第1被溶接部材および第2被溶接部材の側面図、である。It is the schematic for demonstrating the joint workpiece used as welding object, Comprising: (a) is a perspective view of the 1st to-be-welded member and 2nd to-be-welded member which comprise a joint workpiece, (b) is a finish. It is a side view of the 1st to-be-welded member and the 2nd to-be-welded member which comprise a mouth work. 従来の溶接制御装置における具体的なセンシング方法を説明するための概略図であって、(a)は、開先のルートギャップ幅を検出するギャップセンシングを示す概略図、(b)は、表面段差センシングを示す概略図、である。It is the schematic for demonstrating the specific sensing method in the conventional welding control apparatus, Comprising: (a) is the schematic which shows the gap sensing which detects the root gap width of a groove | channel, (b) is a surface level | step difference. It is the schematic which shows sensing. 従来の溶接制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the conventional welding control apparatus. 溶接対象となる仕口ワークを構成する第1被溶接部材と第2被溶接部材との関係を示す概略図であり、(a)は、第2被溶接部材の勾配がない場合を示す概略図、(b)は、第2被溶接部材が上り勾配の場合を示す概略図、(c)は、第2被溶接部材が下り勾配の場合を示す概略図、である。It is the schematic which shows the relationship between the 1st to-be-welded member and the 2nd to-be-welded member which comprise the joint workpiece used as welding object, (a) is the schematic which shows the case where there is no gradient of a 2nd to-be-welded member (B) is the schematic which shows the case where a 2nd member to be welded is ascending, (c) is the schematic which shows the case where the 2nd member to be welded is descending.

以下、本発明の実施形態に係る溶接制御装置、溶接制御方法および溶接制御プログラムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a welding control device, a welding control method, and a welding control program according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[溶接制御装置]
溶接制御装置1は、実際の溶接を行う前に、図8にて示す第1被溶接部材W1および第2被溶接部材(フランジ)W2をタッチセンシングした結果から最適な施工条件を求め、溶接時に、当該施工条件に従って溶接ロボット2の動作を制御するものである。すなわち、溶接制御装置1は、第1被溶接部材W1および第2被溶接部材W2をタッチセンシングした結果から当該第1被溶接部材W1および第2被溶接部材W2の位置座標を求め、当該位置座標と、予め設定された第2被溶接部材W2の板厚とから施工条件を求める。ここで、前記したように、第1被溶接部材W1は、具体的にはダイアフラムW1aおよびコラムコアW1bのことを意味しているが(図8(a)、(b)参照)、以下の説明ではそれぞれを第1被溶接部材W1a,W1bと表記して説明する。また、第1被溶接部材W1a,W1bと第2被溶接部材W2は、従来と同様のものを用いる。以下、溶接制御装置1の説明を行う前に、当該溶接制御装置1を含む溶接装置WSについて簡単に説明する。
[Welding control device]
Prior to actual welding, the welding control device 1 obtains optimum construction conditions from the result of touch sensing the first welded member W1 and the second welded member (flange) W2 shown in FIG. The operation of the welding robot 2 is controlled according to the construction conditions. That is, the welding control apparatus 1 obtains the position coordinates of the first welded member W1 and the second welded member W2 from the result of touch sensing the first welded member W1 and the second welded member W2, and the position coordinates Then, the construction condition is determined from the preset thickness of the second welded member W2. Here, as described above, the first welded member W1 specifically means the diaphragm W1a and the column core W1b (see FIGS. 8A and 8B), but the following description will be given. Then, each will be described as the first welded members W1a and W1b. Moreover, the 1st to-be-welded members W1a and W1b and the 2nd to-be-welded member W2 use the same thing as the past. Hereinafter, before describing the welding control apparatus 1, the welding apparatus WS including the welding control apparatus 1 will be briefly described.

溶接装置WSは、建築鉄骨柱等の仕口フランジの突合せ継手および段差T継手を、例えばガスシールドアーク溶接によって溶接するものである。溶接装置WSは、図1に示すように、溶接制御装置1と、当該溶接制御装置1によって動作が制御される溶接ロボット2と、を備えている。また、溶接ロボット2は、図1に示すように、アーム先端に溶接トーチ2aを備えている。このような構成を備える溶接装置WSは、第1被溶接部材W1の開先面と第2被溶接部材W2の開先面との間に形成された開先を溶接ロボット2先端の溶接トーチ2aによって溶接する。なお、説明の便宜上、図1では溶接トーチ2aに対して溶接ワイヤを供給するワイヤ送給装置や、電源を供給する溶接電源等の本発明に関連の薄い構成は図示を省略している。   The welding apparatus WS is for welding a butt joint and a step T joint of a joint flange such as an architectural steel column by, for example, gas shield arc welding. As shown in FIG. 1, the welding apparatus WS includes a welding control apparatus 1 and a welding robot 2 whose operation is controlled by the welding control apparatus 1. Further, as shown in FIG. 1, the welding robot 2 includes a welding torch 2 a at the arm tip. The welding apparatus WS having such a configuration has a groove formed between the groove surface of the first welded member W1 and the groove surface of the second welded member W2, and a welding torch 2a at the tip of the welding robot 2. Weld by. For convenience of explanation, in FIG. 1, a thin configuration related to the present invention such as a wire feeding device that supplies a welding wire to the welding torch 2a and a welding power source that supplies power is not shown.

溶接トーチ2aは、溶接時に開先に対して溶接ワイヤを供給するものであるが、ここでは溶接前に第1被溶接部材W1および第2被溶接部材W2のタッチセンシングを行う機構としても機能する。すなわち、溶接装置WSは、実際の溶接を行う前に、溶接トーチ2aを用いて第1被溶接部材W1および第2被溶接部材W2の所定の位置についてタッチセンシングを行い、位置座標等を検出する。   The welding torch 2a supplies a welding wire to the groove during welding, but here also functions as a mechanism for touch sensing the first welded member W1 and the second welded member W2 before welding. . That is, before actual welding is performed, the welding apparatus WS performs touch sensing on predetermined positions of the first welded member W1 and the second welded member W2 using the welding torch 2a, and detects position coordinates and the like. .

溶接トーチ2aを用いたタッチセンシングでは、まず溶接トーチ2a先端に溶接ワイヤ(図示省略)が所定長さで突き出され、当該溶接ワイヤと、第1被溶接部材W1および第2被溶接部材W2との間に、図示しない溶接電源からセンシング電圧が印加される。次に、溶接トーチ2aを動かし、例えば図2(a)、(b)に示すように、P,P,P,P,Pの順番で、かつ、同図の矢印の軌跡に沿って、第1被溶接部材W1aおよび第2被溶接部材W2の5箇所をタッチセンシングする。 In touch sensing using the welding torch 2a, first, a welding wire (not shown) is projected at a predetermined length at the tip of the welding torch 2a, and the welding wire, the first welded member W1 and the second welded member W2 are connected. In the meantime, a sensing voltage is applied from a welding power source (not shown). Next, the welding torch 2a is moved, for example, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), in the order of P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P 5 and the locus of the arrow in the figure. In addition, touch sensing is performed at five locations of the first welded member W1a and the second welded member W2.

溶接トーチ2aは、具体的には図2(a)に示すように、第2被溶接部材W2におけるP,Pの順番でタッチセンシングを行うと、A位置に移動する。次に、溶接トーチ2aは、図2(a)に示すように、当該A位置から、後記する勾配角度算出手段20によって第2被溶接部材W2におけるP,Pの位置座標から算出された勾配角度の方向に進行し、第1被溶接部材W1aにおけるPをタッチセンシングした後、逆方向に進行して第2被溶接部材W2におけるPをタッチセンシングする。そして、溶接トーチ2aは、A位置に戻った後にB位置まで下降し、再度勾配角度の方向に進行して第2被溶接部材W2におけるPをタッチセンシングする。 Specifically, as shown in FIG. 2A, the welding torch 2a moves to the A position when touch sensing is performed in the order of P 1 and P 2 in the second welded member W2. Next, as shown in FIG. 2 (a), the welding torch 2a is calculated from the position coordinates of P 1 and P 2 in the second welded member W2 from the A position by the gradient angle calculating means 20 described later. proceeds in the direction of the gradient angle, after touch sensing a P 3 of the first member to be welded W1a, touch sensing P 4 of the second member to be welded W2 proceeds in the reverse direction. Then, the welding torch 2a descends after returning to A position to B position to touch sensing the P 5 in the second member to be welded W2 proceeds in the direction of the back slope angle.

このように、P,P,Pのタッチセンシングの際に勾配角度の方向に進行して接触を行うのは、開先のルートギャップ幅の大きさによらず、開先のエッジEから等しい下方距離の点に接触するためである。また、第2被溶接部材W2におけるPをタッチセンシングする際のA−B間の高さ方向の移動距離は、入力された板厚tの大きさに依存して定められる。但し、板厚tの値が大きい場合は、溶接トーチ2aの開先下部への侵入が困難となるため、予めA−Bの距離の最大値を設定しておき、溶接トーチ2aの開先内壁部への接触干渉を防止することとする。以上のように、本発明に係る溶接制御装置1では、従来の手法(図9(a)参照)と比較してセンシング点を追加し(3箇所→5箇所)、後記するように、第2被溶接部材W2の勾配角度と開先角度を算出できるように構成されている。 As described above, when touch sensing of P 3 , P 4 , and P 5 is performed, the contact is made in the direction of the gradient angle regardless of the size of the root gap width of the groove. This is to contact a point of equal downward distance from. Further, the moving distance in the height direction between the A-B when touch sensing the P 5 in the second member to be welded W2 is determined depending on the magnitude of the input plate thickness t. However, when the value of the plate thickness t is large, it becomes difficult for the welding torch 2a to enter the lower part of the groove. Therefore, the maximum value of the distance AB is set in advance, and the inner wall of the groove of the welding torch 2a is set. Contact interference to the part is to be prevented. As described above, in the welding control apparatus 1 according to the present invention, sensing points are added (3 to 5 locations) as compared with the conventional method (see FIG. 9A), and as described later, the second The gradient angle and the groove angle of the member to be welded W2 can be calculated.

溶接トーチ2aは、前記したようにタッチセンシングを行うと、図1に示すように、当該溶接トーチ2a先端の溶接ワイヤと、第1被溶接部材W1aのPの位置、および、第2被溶接部材W2のP,P,P,Pの位置との接触による通電状態を示す通電検出信号を、溶接制御装置1のセンシング手段10に対して順次出力する。これにより、後記するように、センシング手段10によって、第1被溶接部材W1のPの位置座標と、第2被溶接部材W2のP,P,P,Pの位置座標とが検出されることになる。なお、センシング手段10は、後記するように、P〜Pにおける2軸(X軸およびZ軸)の位置座標を検出する。 Welding torch 2a, when performing touch sensing as described above, as shown in FIG. 1, the welding wire of the welding torch 2a tip, the position of P 3 of the first member to be welded W1a, and the second to be welded An energization detection signal indicating an energization state due to contact with the positions of P 1 , P 2 , P 4 , and P 5 of the member W 2 is sequentially output to the sensing means 10 of the welding control device 1. Thus, as described later, by the sensing means 10, the position coordinates of P 3 of the first member to be welded W1, and the position coordinates of P 1, P 2, P 4 , P 5 of the second member to be welded W2 Will be detected. As will be described later, the sensing means 10 detects the position coordinates of the two axes (X axis and Z axis) in P 1 to P 5 .

なお、溶接トーチ2aは、後記する表面段差量算出手段110において、第1被溶接部材W1aと第2被溶接部材W2との表面段差量を算出する場合は、前記した図9(b)と同様に、第1被溶接部材W1aの上面のいずれかの位置と、第2被溶接部材W2の上面における開先エッジE(図2(a)、(b)参照)とを一箇所ずつタッチセンシングし、その通電検出信号を溶接制御装置1のセンシング手段10に対して出力する。   In the welding torch 2a, when the surface level difference calculating means 110 described later calculates the surface level difference between the first welded member W1a and the second welded member W2, the same as in FIG. 9B described above. In addition, any one position on the upper surface of the first welded member W1a and the groove edge E (see FIGS. 2A and 2B) on the upper surface of the second welded member W2 are touch-sensing one by one. The energization detection signal is output to the sensing means 10 of the welding control device 1.

また、図2(a)、(b)は、突合せ継手の場合を想定して第1被溶接部材(ダイアフラム)W1aを図示しているが、段差T継手の場合、すなわち第1被溶接部材(ダイアフラム)W1aの代わりに第1被溶接部材(コラムコア)W1bを用いた場合も、溶接トーチ2aによって同様の手順でタッチセンシングを行う。以下、溶接制御装置1の具体的構成について詳細に説明する。   2A and 2B illustrate the first welded member (diaphragm) W1a assuming the case of a butt joint, but in the case of a stepped T joint, that is, the first welded member ( When the first member to be welded (column core) W1b is used instead of the diaphragm W1a, touch sensing is performed by the welding torch 2a in the same procedure. Hereinafter, a specific configuration of the welding control apparatus 1 will be described in detail.

溶接制御装置1は、ここでは図1に示すように、センシング手段10と、勾配角度算出手段20と、開先角度算出手段30と、ルートギャップ幅算出手段40と、開先中心位置算出手段50と、データ判定手段60と、開先深さ算出手段70と、施工条件選択手段80と、施工条件記憶手段90と、余盛高さ算出手段100と、表面段差量算出手段110と、パス数決定手段120と、パス数記憶手段130と、施工条件修正手段140と、を備えている。   Here, as shown in FIG. 1, the welding control apparatus 1 includes a sensing means 10, a gradient angle calculation means 20, a groove angle calculation means 30, a route gap width calculation means 40, and a groove center position calculation means 50. A data determination means 60, a groove depth calculation means 70, a construction condition selection means 80, a construction condition storage means 90, a surplus height calculation means 100, a surface level difference calculation means 110, and the number of passes. A determination unit 120, a pass number storage unit 130, and a construction condition correction unit 140 are provided.

センシング手段10は、第1被溶接部材W1および第2被溶接部材W2の位置座標を検出するものである。ここで、溶接制御装置1では、図2に示すように、第1被溶接部材W1a,W1bと第2被溶接部材W2の対向方向、すなわち開先の幅方向をX軸とし、当該開先の深さ方向をZ軸とした座標系を設定する。従って、センシング手段10は、具体的には第1被溶接部材W1および第2被溶接部材W2のX軸方向およびZ軸方向における位置座標を検出する。   The sensing means 10 detects the position coordinates of the first welded member W1 and the second welded member W2. Here, in the welding control apparatus 1, as shown in FIG. 2, the opposing direction of the first welded members W1a, W1b and the second welded member W2, that is, the width direction of the groove is taken as the X axis, and the groove A coordinate system with the depth direction as the Z axis is set. Therefore, the sensing means 10 specifically detects the position coordinates in the X-axis direction and the Z-axis direction of the first welded member W1 and the second welded member W2.

センシング手段10には、ここでは図1および図2(a)、(b)に示すように、溶接トーチ2aから、当該溶接トーチ2aと第2被溶接部材W2の上面におけるP,P,P,Pの位置とが接触した際の通電検出信号、および、当該溶接トーチ2aと第1被溶接部材W1aの開先面におけるPの位置とが接触した際の通電検出信号が入力される。センシング手段10は、これらの通電検出信号に基づいて、P〜PのX軸方向およびZ軸方向における位置座標をそれぞれ検出する。そして、センシング手段10は、図1に示すように、勾配角度算出手段20に対して第2被溶接部材W2のP,Pの位置座標を出力し、開先角度算出手段30に対して第2被溶接部材W2のP,Pの位置座標を出力し、ルートギャップ幅算出手段40に対して第1被溶接部材W1aのPの位置座標と第2被溶接部材W2のP,P,P,Pの位置座標とを出力する。 Here, as shown in FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B, the sensing means 10 includes, from the welding torch 2a, P 1 , P 2 , and P 2 on the upper surfaces of the welding torch 2a and the second welded member W2. An energization detection signal when the positions of P 4 and P 5 are in contact, and an energization detection signal when the position of P 3 on the groove surface of the first welded member W1a is in contact with the welding torch 2a are input. Is done. The sensing means 10 detects the position coordinates in the X-axis direction and the Z-axis direction of P 1 to P 5 based on these energization detection signals. Then, as shown in FIG. 1, the sensing means 10 outputs the position coordinates of P 1 and P 2 of the second welded member W2 to the gradient angle calculation means 20 and outputs to the groove angle calculation means 30. and outputs the position coordinates of P 4, P 5 of the second member to be welded W2, P 1 position coordinates and the second member being welded W2 of P 3 of the first member to be welded W1a the root gap width calculating means 40 , P 2 , P 4 , and P 5 are output.

なお、センシング手段10は、後記する表面段差量算出手段110において、第1被溶接部材W1aと第2被溶接部材W2との表面段差量を算出する場合は、溶接トーチ2aから入力された第1被溶接部材W1aの上面における一箇所と、第2被溶接部材W2の上面における開先エッジE(図2(a)、(b)参照)とにおける通電検出信号に基づいて、当該二箇所のX軸方向およびZ軸方向における位置座標をそれぞれ検出し、図1に示すように、これらを表面段差量算出手段110に出力する。   In addition, when the sensing means 10 calculates the surface level difference between the first welded member W1a and the second welded member W2 in the surface level difference calculating unit 110 described later, the first level input from the welding torch 2a is used. Based on the energization detection signals at one place on the upper surface of the member to be welded W1a and the groove edge E on the upper surface of the second member to be welded W2 (see FIGS. 2A and 2B), Position coordinates in the axial direction and the Z-axis direction are detected, respectively, and are output to the surface step amount calculation means 110 as shown in FIG.

勾配角度算出手段20は、第2被溶接部材W2の勾配角度を算出するものである。ここで、勾配角度とは、図2(a)、(b)に示すように、X軸(水平軸)に対する第2被溶接部材W2の傾きの角度φを示している。勾配角度算出手段20は、具体的には図2(a)、(b)に示すように、センシング手段10から入力された第2被溶接部材W2の上面における複数の位置座標、すなわちPの位置座標とPの位置座標との距離比等を求めることで、X軸に対する第2被溶接部材W2の勾配角度φを算出する。そして、勾配角度算出手段20は、図1に示すように、算出した勾配角度φをルートギャップ幅算出手段40と、データ判定手段60と、開先深さ算出手段70と、余盛高さ算出手段100と、にそれぞれ出力する。 The gradient angle calculation means 20 calculates the gradient angle of the second welded member W2. Here, the gradient angle indicates an angle φ of the inclination of the second welded member W2 with respect to the X axis (horizontal axis) as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). Gradient angle calculation unit 20 is specifically FIG. 2 (a), the (b), the plurality of position coordinates of the upper surface of the second member to be welded W2 inputted from the sensing means 10, i.e. the P 1 by determining the distance ratio and the like of the position coordinates of the position coordinates and P 2, to calculate the slope angle φ of the second member to be welded W2 with respect to the X-axis. Then, as shown in FIG. 1, the gradient angle calculation means 20 calculates the calculated gradient angle φ from the route gap width calculation means 40, the data determination means 60, the groove depth calculation means 70, and the surplus height calculation. Output to each of the means 100.

開先角度算出手段30は、第2被溶接部材W2の開先角度を算出するものである。ここで、開先角度とは、図2(a)、(b)に示すように、第1被溶接部材W1aの開先面と平行なZ軸に対する、第2被溶接部材W2の開先面の角度θを示している。開先角度算出手段30は、具体的には図2(a)、(b)に示すように、センシング手段10から入力された第2被溶接部材W2の開先面における複数の位置座標、すなわちPの位置座標とPの位置座標との距離比等を求めることで、Z軸に対する第2被溶接部材W2の開先角度θを算出する。そして、開先角度算出手段30は、図1に示すように、算出した開先角度θをデータ判定手段60と、開先深さ算出手段70と、余盛高さ算出手段100と、にそれぞれ出力する。 The groove angle calculating means 30 calculates a groove angle of the second welded member W2. Here, the groove angle is a groove surface of the second welded member W2 with respect to the Z axis parallel to the groove surface of the first welded member W1a, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The angle θ is shown. Specifically, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the groove angle calculating means 30 has a plurality of position coordinates on the groove surface of the second welded member W2 input from the sensing means 10, that is, by determining the distance ratio and the like of the position coordinates and the position coordinates of P 5 of P 4, it calculates an included angle θ of the second member to be welded W2 with respect to the Z-axis. Then, as shown in FIG. 1, the groove angle calculation means 30 applies the calculated groove angle θ to the data determination means 60, the groove depth calculation means 70, and the extra height calculation means 100, respectively. Output.

ルートギャップ幅算出手段40は、開先のルートギャップ幅を算出するものである。ここで、ルートギャップ幅とは、図2(a)、(b)に示すように、第1被溶接部材W1aの開先面と第2被溶接部材W2の開先面とのX軸方向における距離rを示している。ルートギャップ幅算出手段40は、具体的には図2(a)、(b)に示すように、まず第1被溶接部材W1aの開先面のPの位置座標から、当該第1被溶接部材W1aの開先面に沿う線分である第1開先線分を算出する。この第1開先線分は、第1被溶接部材W1aの開先面と一致する線分であり、Z軸と平行な線分である。 The route gap width calculating means 40 is for calculating the root gap width of the groove. Here, as shown in FIGS. 2A and 2B, the root gap width is the X-axis direction between the groove surface of the first welded member W1a and the groove surface of the second welded member W2. The distance r is shown. Root gap width calculating means 40, specifically FIG. 2 (a), the (b), the first from the position coordinates of P 3 of GMA surface of the first member to be welded W1a, the first to be welded A first groove line segment that is a line segment along the groove surface of the member W1a is calculated. The first groove line segment is a line segment coinciding with the groove surface of the first member to be welded W1a, and is a line segment parallel to the Z axis.

次に、ルートギャップ幅算出手段40は、図2(a)、(b)に示すように、第2被溶接部材W2の開先面のP,Pの位置座標から、当該第2被溶接部材W2の開先面に沿う線分である第2開先線分を算出する。この第2開先線分は、第2被溶接部材W2の開先面と一致する線分である。次に、ルートギャップ幅算出手段40は、図2(a)、(b)に示すように、第2被溶接部材W2の上面のP,Pの位置座標を通る線分を、第2被溶接部材W2の板厚tだけ平行移動させることで、第2被溶接部材W2の下面の線分である第2下面線分を算出する。なお、第2被溶接部材W2の板厚tは、予め入力等により定められた数値であり、図1に示すように、溶接制御装置1の外部からルートギャップ幅算出手段40に対して入力されるものである。また、ルートギャップ幅算出手段40は、前記したP,Pの位置座標を通る線分を第2被溶接部材W2の板厚tだけ平行移動させる際に、図2(a)、(b)に示すように、勾配角度φを加味して斜めに平行移動させる。 Next, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the route gap width calculation means 40 calculates the second gap from the position coordinates of P 4 and P 5 on the groove surface of the second welded member W2. A second groove line segment that is a line segment along the groove surface of the welding member W2 is calculated. This second groove line segment is a line segment coinciding with the groove surface of the second welded member W2. Next, as shown in FIGS. 2A and 2B, the route gap width calculation means 40 uses a second line segment that passes through the position coordinates of P 1 and P 2 on the upper surface of the second welded member W2. A second lower surface line segment, which is a line segment of the lower surface of the second welded member W2, is calculated by translating by the plate thickness t of the welded member W2. The plate thickness t of the second welded member W2 is a numerical value determined in advance by input or the like, and is input to the route gap width calculating means 40 from the outside of the welding control device 1 as shown in FIG. Is. Further, when the route gap width calculating means 40 translates the line segment passing through the position coordinates of P 1 and P 2 by the plate thickness t of the second welded member W2, FIGS. 2A and 2B As shown in FIG. 4B, the translation is performed obliquely in consideration of the gradient angle φ.

次に、ルートギャップ幅算出手段40は、図2(a)、(b)に示すように、第1開先線分上の点、例えば第1開先線分と第2下面線分との交点Iの位置座標と、第2開先線分と第2下面線分との交点Iの位置座標とを算出し、当該交点Iおよび交点I間におけるX軸方向における距離を開先のルートギャップ幅rとして算出する。そして、ルートギャップ幅算出手段40は、図1に示すように、算出したルートギャップ幅rを開先中心位置算出手段50と、データ判定手段60と、余盛高さ算出手段100と、に出力する。また、ルートギャップ幅算出手段40は、開先中心位置算出手段50に対して、ルートギャップ幅rに加えて交点Iおよび交点Iの位置座標も出力する。 Next, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the route gap width calculation means 40 calculates a point on the first groove line segment, for example, a first groove line segment and a second lower surface line segment. the position coordinates of the intersection point I 1, and calculates the position coordinates of the intersection I 2 of the second groove line and the second lower surface segment, the distance in the X-axis direction between the intersection I 1 and the intersection I 2 open It is calculated as the previous route gap width r. Then, as shown in FIG. 1, the route gap width calculation means 40 outputs the calculated route gap width r to the groove center position calculation means 50, the data determination means 60, and the extra height calculation means 100. To do. In addition to the root gap width r, the route gap width calculation unit 40 also outputs position coordinates of the intersections I 1 and I 2 to the groove center position calculation unit 50.

開先中心位置算出手段50は、開先中心の位置座標を算出するものである。開先中心位置算出手段50は、具体的には図2(a)、(b)に示すように、ルートギャップ幅算出手段40から入力されたルートギャップ幅rと、交点Iおよび交点Iの位置座標とに基づいて、ルートギャップ幅の中点の位置座標、すなわち開先中心位置rを算出する。そして、開先中心位置算出手段50は、図1に示すように、算出した開先中心位置rを溶接ロボット2に出力する。 The groove center position calculating means 50 calculates position coordinates of the groove center. Specifically, the groove center position calculating means 50, as shown in FIGS. 2A and 2B, the route gap width r inputted from the route gap width calculating means 40, the intersection point I 1 and the intersection point I 2. Based on the position coordinates, the position coordinates of the midpoint of the route gap width, that is, the groove center position r C is calculated. Then, the groove center position calculating means 50 outputs the calculated groove center position r C to the welding robot 2 as shown in FIG.

データ判定手段60は、継手に関するデータが溶接に適当なものであるか否かを判定するものである。データ判定手段60は、具体的には図1に示すように、勾配角度算出手段20から入力された第2被溶接部材W2の勾配角度φと、開先角度算出手段30から入力された第2被溶接部材W2の開先角度θと、ルートギャップ幅算出手段40から入力された開先のルートギャップ幅rとのいずれかが、予め定められた溶接に適した値の範囲内に含まれるか否かを判定する。そして、データ判定手段60は、前記した勾配角度φ、開先角度θおよびルートギャップ幅rのいずれかが当該範囲内含まれない場合、図1に示すように、溶接ロボット2に対して、溶接中止を指示する溶接中止信号を出力する。   The data determination means 60 determines whether or not the data regarding the joint is appropriate for welding. Specifically, as shown in FIG. 1, the data determination unit 60 includes the gradient angle φ of the second welded member W <b> 2 input from the gradient angle calculation unit 20 and the second angle input from the groove angle calculation unit 30. Whether any of the groove angle θ of the member to be welded W2 and the root gap width r of the groove input from the root gap width calculating means 40 is included within a predetermined range of values suitable for welding. Determine whether or not. Then, when any of the gradient angle φ, groove angle θ, and route gap width r is not included in the range, the data determination unit 60 applies welding to the welding robot 2 as shown in FIG. A welding stop signal for instructing the stop is output.

溶接制御装置1は、このようなデータ判定手段60を備えることで、算出された勾配角度φ、開先角度θおよびルートギャップ幅rのいずれかが溶接に不適当な値である場合に、当該データ判定手段60が溶接中止を判定して、溶接ロボット2が溶接を行わないように制御することができる。   The welding control device 1 includes such a data determination unit 60, and when any of the calculated gradient angle φ, groove angle θ, and root gap width r is an inappropriate value for welding, The data determination means 60 can determine that welding is stopped and the welding robot 2 can be controlled not to perform welding.

開先深さ算出手段70は、継手の開先深さを算出するものである。開先深さ算出手段70は、具体的には以下の式(1)および図11(a)、(b)、(c)に示すように、予め設定された第2被溶接部材W2の板厚tに対して、勾配角度算出手段20から入力された勾配角度φと、開先角度算出手段30から入力された開先角度θとの合計角度φ+θの余弦に対する、開先角度θの余弦の割合を乗じることで、開先深さdを算出する。すなわち、従来提案されていた技術では、第2被溶接部材W2の勾配角度φを加味することなく、単に「開先深さd=第2被溶接部材W2の板厚t」として開先深さdを算出していたが、開先深さ算出手段70は、勾配角度φと開先角度θとを加味して開先深さdを算出することとしている。そして、開先深さ算出手段70は、図1に示すように、算出した開先深さdを施工条件選択手段80に出力する。   The groove depth calculation means 70 is for calculating the groove depth of the joint. Specifically, the groove depth calculating means 70 is a preset plate of the second welded member W2 as shown in the following formula (1) and FIGS. 11 (a), 11 (b), and 11 (c). The cosine of the groove angle θ with respect to the cosine of the total angle φ + θ of the gradient angle φ input from the gradient angle calculation unit 20 and the groove angle θ input from the groove angle calculation unit 30 with respect to the thickness t. The groove depth d is calculated by multiplying the ratio. That is, in the conventionally proposed technique, the groove depth is simply set as “groove depth d = plate thickness t of the second welded member W2” without considering the gradient angle φ of the second welded member W2. d has been calculated, but the groove depth calculation means 70 calculates the groove depth d in consideration of the gradient angle φ and the groove angle θ. Then, the groove depth calculating means 70 outputs the calculated groove depth d to the construction condition selecting means 80 as shown in FIG.

Figure 2013163186
Figure 2013163186

ここで、従来の仕口フランジを溶接する溶接装置の溶接制御装置では、継手種類(突合せ継手、段差T継手)、表面段差量(突合せ継手の場合)および板厚tごとに異なる施工条件が定められており、溶接時には、溶接前のタッチセンシングの結果および入力された寸法データや板厚tに対して、その継手が属する寸法の範囲から最適な施工条件を選択して溶接に用いていた。しかしながら、図2(a)、(b)に示すような第2被溶接部材W2が勾配を有する継手においては、同図に示すように、勾配角度φによって水平面基準における継手の開先深さdが変化する。そのため、従来通りに入力された板厚tに対して施工条件を選択して用いた場合、第2被溶接部材W2が勾配を有する継手では必要となる溶着断面形状と、選択された施工条件によって形成される溶着断面形状が異なるため、適切な溶着とならないという問題があった。   Here, in the welding control device of the welding device for welding the conventional joint flange, different construction conditions are determined for each joint type (butt joint, step T joint), surface step amount (in the case of butt joint), and plate thickness t. At the time of welding, an optimum construction condition is selected from the range of dimensions to which the joint belongs for the result of touch sensing before welding and the inputted dimension data and plate thickness t, and used for welding. However, in the joint in which the second welded member W2 has a gradient as shown in FIGS. 2A and 2B, the groove depth d of the joint on the horizontal plane is determined by the gradient angle φ, as shown in FIG. Changes. Therefore, when the construction conditions are selected and used for the sheet thickness t input as usual, the welded cross-sectional shape required for the joint having the gradient of the second welded member W2 and the selected construction conditions Since the welding cross-sectional shapes to be formed are different, there is a problem that appropriate welding is not achieved.

一方、前記した式(1)に示すように、第2被溶接部材W2の勾配角度φと開先角度θとを用いて開先深さdを導出し、施工条件の選択の際にその開先深さdを用いることで、実際の継手形状に対して最適な施工条件を選択することができる。なお、前記した式(1)では、仮に第2被溶接部材W2の勾配角度φ=0°である場合は、「開先深さd=第2被溶接部材W2の板厚t」となる。従って、開先深さ算出手段70は、前記した式(1)を用いることで、第2被溶接部材W2の勾配角度φの有無に関らず、継手の開先深さdを正確に算出することができる。   On the other hand, as shown in the above-described formula (1), the groove depth d is derived using the gradient angle φ and the groove angle θ of the second welded member W2, and when the construction condition is selected, the groove depth d is opened. By using the tip depth d, it is possible to select optimum construction conditions for the actual joint shape. In the above-described formula (1), if the gradient angle φ of the second welded member W2 is 0 °, “groove depth d = plate thickness t of the second welded member W2”. Therefore, the groove depth calculation means 70 uses the above-described equation (1) to accurately calculate the groove depth d of the joint regardless of the presence or absence of the gradient angle φ of the second welded member W2. can do.

施工条件選択手段80は、算出された開先深さdに応じて、当該開先深さdごとに予め定められた施工条件を選択するものである。ここで、施工条件とは、例えば溶接のパス数や、各溶接のパスにおける溶接電流、アーク電圧、溶接速度等のパラメータ値を示している。この施工条件は、予め所定の開先深さdごとに定められるとともに、当該開先深さdごとに対応付けられてテーブル化され、施工条件記憶手段90に記憶されている。   The construction condition selection means 80 selects construction conditions predetermined for each groove depth d in accordance with the calculated groove depth d. Here, the construction conditions indicate parameter values such as the number of welding passes, welding current, arc voltage, welding speed, and the like in each welding pass. The construction conditions are determined in advance for each predetermined groove depth d, are tabulated in association with each groove depth d, and are stored in the construction condition storage unit 90.

施工条件選択手段80は、開先深さ算出手段70から開先深さdが入力されると、施工条件記憶手段90に記憶されたテーブル(以下、施工条件テーブルという)の中から、当該開先深さdと一致する開先深さを検索する。そして、施工条件選択手段80は、施工条件テーブルの中に、開先深さ算出手段70から入力された開先深さdと一致する開先深さがある場合、これに対応した施工条件を施工条件記憶手段90から読み出し、図1に示すように、当該施工条件を施工条件修正手段140に出力する。   When the groove depth d is input from the groove depth calculating means 70, the construction condition selecting means 80 is selected from the table stored in the construction condition storage means 90 (hereinafter referred to as a construction condition table). A groove depth that matches the tip depth d is searched. Then, when there is a groove depth that matches the groove depth d inputted from the groove depth calculating means 70 in the construction condition table, the construction condition selecting means 80 sets the construction condition corresponding to this. The construction condition is read from the construction condition storage means 90 and the construction conditions are output to the construction condition correction means 140 as shown in FIG.

なお、施工条件選択手段80は、施工条件記憶手段90に記憶された施工条件テーブルの中に、開先深さ算出手段70から入力された開先深さdと一致する開先深さがない場合は、当該開先深さdと最も近い開先深さを検索し、これに対応した施工条件を施工条件記憶手段90から読み出す。そして、施工条件選択手段80は、開先深さ算出手段70から入力された開先深さdと、施工条件テーブルで検索した開先深さとの差に基づいて、例えば直線補間等によって、施工条件記憶手段90から読み出した施工条件を加工し、図1に示すように、当該加工後の施工条件を施工条件修正手段140に出力する。   The construction condition selection means 80 does not have a groove depth that matches the groove depth d input from the groove depth calculation means 70 in the construction condition table stored in the construction condition storage means 90. In this case, the groove depth closest to the groove depth d is searched, and the construction condition corresponding to this is read from the construction condition storage means 90. Then, the construction condition selection means 80 constructs by, for example, linear interpolation based on the difference between the groove depth d input from the groove depth calculation means 70 and the groove depth searched in the construction condition table. The construction conditions read from the condition storage means 90 are processed, and the processed construction conditions are output to the construction condition correction means 140 as shown in FIG.

施工条件記憶手段90は、溶接時における施工条件を記憶するものである。施工条件記憶手段90は、予め所定の開先深さdごとの施工条件(溶接のパス数、各溶接のパスにおける溶接電流、アーク電圧、溶接速度等のパラメータ値)をテーブル形式で記憶しており、施工条件選択手段80に対して当該施工条件を出力できるように構成されている。施工条件記憶手段90は、具体的にはデータを記憶することができるメモリ、ハードディスク等で具現される。なお、施工条件記憶手段90は、ここでは図1に示すように溶接制御装置1の内部に設けられているが、溶接制御装置1の外部に設けても構わない。   The construction condition storage means 90 stores construction conditions during welding. The construction condition storage means 90 previously stores construction conditions for each predetermined groove depth d (parameter values such as the number of welding passes, welding current, arc voltage, welding speed in each welding pass) in a table format. The construction conditions can be output to the construction condition selection means 80. Specifically, the construction condition storage unit 90 is implemented by a memory, a hard disk, or the like that can store data. Here, the construction condition storage means 90 is provided inside the welding control device 1 as shown in FIG. 1, but may be provided outside the welding control device 1.

余盛高さ算出手段100は、段差T継手において、開先における溶接ビードの余盛高さを算出するものである。余盛高さ算出手段100は、具体的には以下の式(2)および図11(a)、(b)、(c)に示すように、ルートギャップ幅rに対して、開先深さdと開先角度θの正接とを乗算した値を加算し、当該加算値に勾配角度φの正接を乗算し、当該乗算値に脚長Sを加算することで、開先における溶接ビードの余盛高さhを算出する。このときSは、t/4≦S≦10mm(t≦40mm)で規定される値である。そして、余盛高さ算出手段100は、図1に示すように、算出した余盛高さhをパス数決定手段120に出力する。なお、余盛高さhは、第2被溶接部材W2の上側の開先エッジE(図2(a)、(b)参照)を0基準としている。また、図11(a)、(b)、(c)における脚長Sは、第2被溶接部材W2の上面の延長線と第1被溶接部材W1bとの交点位置を0基準とした余盛高さを示している。   The surplus height calculation means 100 calculates the surplus height of the weld bead at the groove in the step T joint. Specifically, as shown in the following formula (2) and FIGS. 11 (a), 11 (b), and 11 (c), the surplus height calculating means 100 has a groove depth with respect to the root gap width r. The value obtained by multiplying d and the tangent of the groove angle θ is added, the added value is multiplied by the tangent of the gradient angle φ, and the leg length S is added to the multiplied value, thereby increasing the weld bead in the groove The height h is calculated. At this time, S is a value defined by t / 4 ≦ S ≦ 10 mm (t ≦ 40 mm). Then, the surplus height calculating means 100 outputs the calculated surplus height h to the pass number determining means 120 as shown in FIG. The extra height h is based on 0 on the groove edge E on the upper side of the second welded member W2 (see FIGS. 2A and 2B). In addition, the leg length S in FIGS. 11A, 11B, and 11C is a surplus height with the crossing position of the extended line of the upper surface of the second welded member W2 and the first welded member W1b as the zero reference. It shows.

Figure 2013163186
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表面段差量算出手段110は、突合せ継手において、第1被溶接部材W1aの上面と、第2被溶接部材W2の上面とにおける表面段差量を算出するものである。表面段差量算出手段110は、センシング手段10から入力された、第1被溶接部材W1aの上面のPの位置座標と、第2被溶接部材W2の上面のPの位置座標と、の差をとることで表面段差量を算出する。そして、表面段差量算出手段110は、図1に示すように、当該表面段差量をパス数決定手段120に出力する。なお、第1被溶接部材W1aの上面と、第2被溶接部材W2の上面とにおける表面段差量が予め判明している場合は、図1に示すように、パス数決定手段120に対して表面段差量を直接入力しても構わない。 The surface level difference calculating means 110 calculates the surface level difference between the upper surface of the first welded member W1a and the upper surface of the second welded member W2 in the butt joint. Surface difference amount calculating means 110, is inputted from the sensing unit 10, the position coordinates of P 1 of the upper surface of the first member to be welded W1a, the position coordinates of P 2 of the upper surface of the second member to be welded W2, the difference The amount of surface step is calculated by taking Then, the surface level difference calculation unit 110 outputs the surface level difference amount to the pass number determination unit 120 as shown in FIG. If the surface step difference between the upper surface of the first member to be welded W1a and the upper surface of the second member to be welded W2 is known in advance, as shown in FIG. The step amount may be directly input.

パス数決定手段120は、算出された溶接ビードの余盛高さhまたは表面段差量に応じて、当該余盛高さhまたは表面段差量ごとに予め定められた溶接の積層パターンパス数(以下、単に「パス数」という)を決定するものである。ここで、パス数とは、図3に示すように、第1被溶接部材W1aの開先面と、第2被溶接部材W2の開先面との間における開先内を溶接する回数のことを示している。このパス数は、例えば以下の表1に示すように、予め所定の余盛高さhの範囲(あるいは余盛高さhごと)ごとに定められるとともに、図3に示すように、例えば余盛高さhがaの場合は9パス、bの場合は12パス、cの場合は7パスというように、当該余盛高さhの範囲ごとに対応付けられてテーブル化され、パス数記憶手段130に記憶されている。   The number-of-passes determination means 120 determines the number of lamination pattern passes of welding (hereinafter referred to as a predetermined number of welding heights h or surface steps) according to the calculated height h or surface steps of the weld bead. Simply referred to as “the number of passes”). Here, as shown in FIG. 3, the number of passes refers to the number of times the inside of the groove is welded between the groove surface of the first welded member W1a and the groove surface of the second welded member W2. Is shown. For example, as shown in Table 1 below, the number of passes is determined in advance for each predetermined range of the height h (or for each height h), and for example, as shown in FIG. When the height h is a, 9 paths, 12 paths when b, 7 paths when c, and the like are tabulated in correspondence with each range of the extra height h, and the number of paths storage means 130.

Figure 2013163186
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なお、前記した表1は、余盛高さhの範囲とパス数とを対応付けたテーブルを示しているが、後記するように、パス数記憶手段130は、当該余盛高さhの範囲を表面段差量の範囲にそのまま置き換えたテーブルも予め記憶している。すなわち、パス数記憶手段130は、余盛高さhの範囲とパス数とを対応付けたテーブルと、表面段差量の範囲とパス数とを対応付けたテーブルと、をそれぞれ記憶している。   Note that Table 1 described above shows a table in which the range of the extra height h is associated with the number of passes. As will be described later, the pass number storage unit 130 includes the range of the extra height h. A table in which is replaced as it is with the range of the surface level difference is also stored in advance. That is, the pass number storage unit 130 stores a table in which the range of the extra height h and the number of passes are associated with each other, and a table in which the range of the surface step amount and the number of passes are associated with each other.

パス数決定手段120は、段差T継手の場合、余盛高さ算出手段100から余盛高さhが入力されると、パス数記憶手段130に記憶された表1に示すようなテーブル(以下、「パス数テーブル」という)の中から、当該余盛高さhに一致する余盛高さの範囲を検索する。そして、パス数決定手段120は、パス数テーブルの中に、余盛高さ算出手段100から入力された余盛高さhと一致する余盛高さの範囲がある場合、これに対応したパス数をパス数記憶手段130から読み出し、図1に示すように、当該パス数を施工条件修正手段140に出力する。   In the case of the step T joint, the pass number determining means 120 receives a surplus height h from the surplus height calculating means 100, and the table (hereinafter referred to as Table 1) stored in the pass number storage means 130 is shown in FIG. , “Pass number table”) is searched for a range of the extra height matching the extra height h. Then, if the pass number determination unit 120 has a surplus height range that matches the surplus height h input from the surplus height calculation unit 100 in the pass number table, the path corresponding to this The number is read from the pass number storage unit 130 and the number of passes is output to the construction condition correction unit 140 as shown in FIG.

また、パス数決定手段120は、突合せ継手の場合、表面段差量算出手段110または外部から表面段差量が入力されると、パス数記憶手段130に記憶されたパス数テーブルの中から、当該表面段差量に一致する表面段差量の範囲を検索する。そして、パス数決定手段120は、パス数テーブルの中に、表面段差量算出手段110または外部から入力された表面段差量と一致する表面段差量の範囲がある場合、これに対応したパス数をパス数記憶手段130から読み出し、図1に示すように、当該パス数を施工条件修正手段140に出力する。   Further, in the case of a butt joint, when the surface level difference amount is input from the surface level difference calculation unit 110 or from the outside, the pass number determination unit 120 selects the surface from the path number table stored in the path number storage unit 130. A range of the surface step amount that matches the step amount is searched. Then, if there is a surface step amount range that matches the surface step amount calculation unit 110 or the surface step amount input from the outside in the pass number table, the pass number determination unit 120 sets the number of passes corresponding thereto. The number of passes is read from the pass number storage means 130 and the number of passes is output to the construction condition correction means 140 as shown in FIG.

従来、突合せ継手の場合は、予め表面段差量の範囲ごとに複数の施工条件を用意し、入力した板厚t(=開先深さd)と、入力または測定により取得した表面段差量とを用いて最適な施工条件を生成していたが、このようなパス数決定手段120によるパス数決定機能を用いることで、前記したように表面段差量の範囲ごとに複数用意していた施工条件を一つにまとめることができ、データ容量の縮小と、施工条件の編集および管理性の向上を図ることができる。   Conventionally, in the case of a butt joint, a plurality of construction conditions are prepared in advance for each surface step amount range, and the input plate thickness t (= groove depth d) and the surface step amount obtained by input or measurement are obtained. The optimum construction conditions were generated using this, but by using the pass number determination function by such a path number determination means 120, a plurality of construction conditions prepared for each surface step amount range as described above can be obtained. It is possible to combine them into one, and it is possible to reduce the data capacity and to improve the editing and management of construction conditions.

ここで、前記したように、開先深さ算出手段70によって、勾配角度φと開先角度θに応じて開先深さdを算出し、当該開先深さdの値を引数として施工条件記憶手段90から施工条件を選択するとした場合、第2被溶接部材W2の板厚tが異なる場合であっても、勾配角度φによっては同じ施工条件が選択されることがある。例えば、図4(a)に示すような第2被溶接部材W2の板厚t、勾配角度φ、開先深さdの第1パターンと、図4(b)に示すような第2被溶接部材W2の板厚t、勾配角度φ、開先深さdの第2パターンと、図4(c)に示すような第2被溶接部材W2の板厚t、勾配角度0、開先深さdの第3パターンとが存在する場合を考える。この場合、仮に板厚t≠t≠tであり、勾配角度φ≠φであり、開先深さd=d=d(もしくはd≒d≒d)であるとすると、開先深さが全て同じか類似するものとなるため、施工条件選択手段80によって選択される施工条件も必然的に同じものとなる。しかしながら、前記した3つのパターン全てにおいて同じ施工条件を用いて溶接を行うと、図4(a)、(b)に示すように、余盛層における溶着形状が不適切となる。 Here, as described above, the groove depth calculation means 70 calculates the groove depth d according to the gradient angle φ and the groove angle θ, and the construction condition using the value of the groove depth d as an argument. When the construction condition is selected from the storage unit 90, the same construction condition may be selected depending on the gradient angle φ even when the thickness t of the second welded member W2 is different. For example, the first pattern of the plate thickness t A , the gradient angle φ A , and the groove depth d A of the second welded member W2 as shown in FIG. 4A and the first pattern as shown in FIG. 2 the thickness t B of the member to be welded W2, gradient angle phi B, and the second pattern of the groove depth d B, thickness t of the second member to be welded W2 as shown in FIG. 4 (c), the gradient angle Consider a case where there is a third pattern with 0 and groove depth d. In this case, it is assumed that the plate thickness t ≠ t A ≠ t B , the gradient angle φ B ≠ φ B , and the groove depth d = d A = d B (or d≈d A ≈d B ). Then, since all the groove depths are the same or similar, the construction conditions selected by the construction condition selection means 80 are inevitably the same. However, if welding is performed using the same construction conditions in all three patterns described above, the welded shape in the surplus layer becomes inappropriate as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b).

一方、前記したように、パス数決定手段120によって、余盛高さhまたは表面段差量に応じて、継手の余盛層における適切なパス数を決定することで、継手に対して適切な余盛層を形成することができる。   On the other hand, as described above, the pass number determining means 120 determines an appropriate number of passes in the surplus layer of the joint according to the surplus height h or the surface step amount, thereby providing an appropriate surplus for the joint. A built-up layer can be formed.

パス数記憶手段130は、溶接のパス数を記憶するものである。パス数記憶手段130は、予め所定の余盛高さhの範囲ごとのパス数(表1参照)、および、所定の表面段差量の範囲ごとのパス数をそれぞれテーブル形式で記憶しており、図1に示すように、パス数記憶手段130に対して当該パス数を出力できるように構成されている。パス数記憶手段130は、具体的にはデータを記憶することができるメモリ、ハードディスク等で具現される。なお、パス数記憶手段130は、ここでは図1に示すように溶接制御装置1の内部に設けられているが、溶接制御装置1の外部に設けても構わない。   The pass number storage means 130 stores the number of welding passes. The number-of-pass storage means 130 stores the number of passes for each range of the predetermined height h (see Table 1) and the number of passes for each range of the predetermined surface step amount in a table format. As shown in FIG. 1, the number of paths can be output to the path number storage unit 130. Specifically, the pass number storage unit 130 is implemented by a memory, a hard disk, or the like that can store data. Here, the pass number storage means 130 is provided inside the welding control apparatus 1 as shown in FIG. 1, but may be provided outside the welding control apparatus 1.

施工条件修正手段140は、施工条件を修正するものである。施工条件修正手段140は、具体的には、施工条件選択手段80によって選択された施工条件に含まれるパス数を、パス数決定手段120によって決定されたパス数に置き換えることで、当該施工条件を修正する。すなわち、施工条件修正手段140は、施工条件選択手段80から入力された施工条件の中に含まれるパス数を、第2被溶接部材W2の勾配角度φや開先角度θを加味して算出されたパス数に置き換えることで、第2被溶接部材W2の勾配を加味した適切な施工条件となるように修正する。そして、施工条件修正手段140は、図1に示すように、修正した施工条件を溶接ロボット2に出力する。   The construction condition correcting means 140 corrects the construction conditions. Specifically, the construction condition correction unit 140 replaces the number of passes included in the construction condition selected by the construction condition selection unit 80 with the number of passes determined by the pass number determination unit 120, thereby changing the construction condition. Correct it. That is, the construction condition correcting unit 140 calculates the number of passes included in the construction condition input from the construction condition selecting unit 80 in consideration of the gradient angle φ and the groove angle θ of the second welded member W2. By substituting with the number of passes, correction is made so as to obtain an appropriate construction condition in consideration of the gradient of the second welded member W2. And the construction condition correction means 140 outputs the corrected construction conditions to the welding robot 2 as shown in FIG.

以上のような構成を備える溶接制御装置1は、第2被溶接部材W2が勾配を有している場合において、勾配角度算出手段20によって勾配角度φを算出し、当該勾配角度φを加味して、開先角度算出手段30によって正確な開先角度θを算出し、ルートギャップ幅算出手段40によって正確なルートギャップ幅rを算出し、開先深さ算出手段70によって正確な開先深さdを算出する。そして、溶接制御装置1は、施工条件選択手段80によって、前記した正確な開先深さdに基づいて最適な施工条件を求めることができる。また、溶接制御装置1は、余盛高さ算出手段100によって開先における溶接ビードの余盛高さhを算出し、施工条件修正手段140によって、前記した余盛高さhに応じてパス数決定手段120で決定されたパス数を用いて施工条件を修正することで、第2被溶接部材W2が勾配を有する場合であっても、当該勾配に応じて溶接ビードの余盛高さhが最適になるように溶接のパス数を調整することができる。   In the welding control apparatus 1 having the above-described configuration, when the second welded member W2 has a gradient, the gradient angle calculation unit 20 calculates the gradient angle φ, and takes the gradient angle φ into account. Then, an accurate groove angle θ is calculated by the groove angle calculating means 30, an accurate route gap width r is calculated by the route gap width calculating means 40, and an accurate groove depth d is calculated by the groove depth calculating means 70. Is calculated. And the welding control apparatus 1 can obtain | require optimal construction conditions by the construction condition selection means 80 based on the above-mentioned exact groove depth d. Moreover, the welding control apparatus 1 calculates the surplus height h of the weld bead in the groove by the surplus height calculating means 100, and the number of passes according to the above-described surplus height h by the construction condition correcting means 140. Even if the second welded member W2 has a gradient by correcting the construction conditions using the number of passes determined by the determining means 120, the extra height h of the weld bead is determined according to the gradient. The number of welding passes can be adjusted to be optimal.

従って、溶接制御装置1によれば、仕口フランジの突合せ継手および段差T継手の溶接において、第2被溶接部材(フランジ)W2が勾配を有している場合であっても、その勾配角度φに応じた実際の開先深さdを算出することができるため、実際の開先形状に最適な溶接を行うように溶接装置WSを制御することができる。   Therefore, according to the welding control device 1, even when the second welded member (flange) W2 has a gradient in the welding of the butt joint and the step T joint of the joint flange, the gradient angle φ Since the actual groove depth d can be calculated according to the above, it is possible to control the welding apparatus WS so as to perform the optimum welding for the actual groove shape.

[溶接制御方法]
以下、実施形態に係る溶接制御装置1の動作、すなわち溶接制御方法について、図5を参照(適宜図1も参照)しながら詳細に説明する。溶接制御方法は、ここではパラメータ入力工程と、センシング工程と、勾配角度算出工程と、開先角度算出工程と、ルートギャップ幅算出工程と、データ判定工程と、開先深さ算出工程と、施工条件選択工程と、余盛高さ算出工程と、パス数決定工程と、施工条件修正工程と、を行う。但し、勾配角度算出工程と開先角度算出工程の順序は入れ替えてもよく、施工条件選択工程は、開先深さ算出工程とパス数決定工程の間であればどのタイミングで行っても構わない。また、以下の説明では、段差T継手の例を示し、余盛高さhからパス数を決定することとする。
[Welding control method]
Hereinafter, the operation of the welding control apparatus 1 according to the embodiment, that is, the welding control method will be described in detail with reference to FIG. 5 (also refer to FIG. 1 as appropriate). Here, the welding control method includes a parameter input step, a sensing step, a gradient angle calculation step, a groove angle calculation step, a route gap width calculation step, a data determination step, a groove depth calculation step, a construction A condition selection process, a surplus height calculation process, a pass number determination process, and a construction condition correction process are performed. However, the order of the gradient angle calculation step and the groove angle calculation step may be interchanged, and the construction condition selection step may be performed at any timing as long as it is between the groove depth calculation step and the pass number determination step. . Moreover, in the following description, an example of the step T joint is shown, and the number of passes is determined from the extra height h.

まず、溶接制御装置1は、パラメータ入力工程において、板厚t等のパラメータを入力する(ステップS1)。次に、溶接制御装置1は、センシング工程において、溶接トーチ2aによって第1被溶接部材W1および第2被溶接部材W2をそれぞれタッチセンシングし、センシング手段10によってそれぞれの位置座標を検出する(ステップS2)。次に、溶接制御装置1は、勾配角度算出工程において、勾配角度算出手段20によって第2被溶接部材W2の勾配角度φを算出する(ステップS3)。次に、溶接制御装置1は、開先角度算出工程において、開先角度算出手段30によって開先角度θを算出する(ステップS4)。次に、溶接制御装置1は、ルートギャップ幅算出工程において、ルートギャップ幅算出手段40によって開先のルートギャップ幅rを算出する(ステップS5)。   First, the welding control apparatus 1 inputs parameters such as the plate thickness t in the parameter input process (step S1). Next, in the sensing step, the welding control device 1 performs touch sensing on the first welded member W1 and the second welded member W2 with the welding torch 2a, and detects the respective position coordinates with the sensing means 10 (step S2). ). Next, in the gradient angle calculating step, the welding control device 1 calculates the gradient angle φ of the second welded member W2 by the gradient angle calculating means 20 (step S3). Next, in the groove angle calculating step, the welding control device 1 calculates the groove angle θ by the groove angle calculating means 30 (step S4). Next, in the route gap width calculating step, the welding control apparatus 1 calculates the groove root gap width r by the route gap width calculating means 40 (step S5).

次に、溶接制御装置1は、データ判定工程において、データ判定手段60によって勾配角度φ、開先角度θおよびルートギャップ幅rのいずれかが予め定められた規定の範囲内であるか否かを判定する(ステップS6)。そして、溶接制御装置1は、データ判定工程において、勾配角度φ、開先角度θおよびルートギャップ幅rのいずれかが予め定められた規定の範囲内である場合(ステップS6においてYes)、ステップS7に進み、予め定められた規定の範囲内でない場合(ステップS6においてNo)、処理を終了する。   Next, in the data determination step, the welding control device 1 determines whether any one of the gradient angle φ, the groove angle θ, and the route gap width r is within a predetermined range by the data determination unit 60. Determination is made (step S6). Then, in the data determination step, when any of the gradient angle φ, the groove angle θ, and the route gap width r is within a predetermined range (Yes in Step S6), the welding control device 1 performs Step S7. If it is not within a predetermined range (No in step S6), the process ends.

次に、溶接制御装置1は、開先深さ算出工程において、開先深さ算出手段70によって前記した式(1)を用いて開先深さd(ここでは開先深さdとする)を算出する(ステップS7)。次に、溶接制御装置1は、施工条件選択工程において、施工条件選択手段80によって、施工条件記憶手段90から開先深さdに対応した施工条件を選択する(ステップS8)。次に、溶接制御装置1は、余盛高さ算出工程において、余盛高さ算出手段100によって前記した式(2)を用いて余盛高さh(ここでは余盛高さhとする)を算出する(ステップS9)。次に、溶接制御装置1は、パス数決定工程において、パス数決定手段120によって、パス数記憶手段130から余盛高さhに対応したパス数を選択する(ステップS10)。そして、溶接制御装置1は、施工条件修正工程において、施工条件修正手段140によって施工条件のパス数を修正し(ステップS11)、実際の溶接を開始する(ステップS12)。 Next, in the groove depth calculation step, the welding control device 1 uses the above-described equation (1) by the groove depth calculation means 70 to set the groove depth d (here, the groove depth d C ). ) Is calculated (step S7). Next, in the construction condition selection step, the welding control device 1 selects a construction condition corresponding to the groove depth d C from the construction condition storage means 90 by the construction condition selection means 80 (step S8). Next, the welding control apparatus 1 uses the above-described equation (2) by the extra-height calculation means 100 in the extra-height calculation process, and sets the extra-height h (here, extra-height height h C ). ) Is calculated (step S9). Next, in the pass number determining step, the welding control apparatus 1 selects the number of passes corresponding to the extra height h C from the pass number storage unit 130 by the pass number determining unit 120 (step S10). And the welding control apparatus 1 corrects the pass number of construction conditions by the construction condition correction means 140 in a construction condition correction process (step S11), and starts actual welding (step S12).

このような手順を行う溶接制御方法は、仕口フランジの突合せ継手および段差T継手の溶接において、第2被溶接部材W2が勾配を有している場合であっても実際の開先深さdを適切に算出することができるとともに、第2被溶接部材W2の勾配に応じて溶接ビードの余盛高さhが最適になるように施工条件におけるパス数を調整し、当該調整後の施工条件に従って溶接を行うことができる。   In the welding control method for performing such a procedure, in the welding of the butt joint and the step T joint of the joint flange, the actual groove depth d is obtained even when the second welded member W2 has a gradient. Can be calculated appropriately, and the number of passes in the construction condition is adjusted so that the extra height h of the weld bead is optimized according to the gradient of the second welded member W2, and the adjusted construction condition Can be welded according to.

[溶接制御プログラム]
ここで、前記した溶接制御装置1は、一般的なコンピュータを、前記した各手段および各部として機能させるためのプログラムにより動作させることで実現することができる。このプログラムは、通信回線を介して配布することも可能であるし、CD−ROM等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
[Welding control program]
Here, the welding control apparatus 1 described above can be realized by operating a general computer by a program for causing each of the above-described means and units to function. This program can be distributed via a communication line, or can be written on a recording medium such as a CD-ROM for distribution.

以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、溶接制御用鉄骨システムPC(以下、単に「PC」という)と、溶接ロボットとを備える溶接装置によって、鉄骨仕口ワーク(以下、単に「ワーク」という)を溶接する例について説明する。   Examples of the present invention will be described below. In this embodiment, an example in which a steel joint workpiece (hereinafter simply referred to as “work”) is welded by a welding apparatus including a welding control steel system PC (hereinafter simply referred to as “PC”) and a welding robot will be described. To do.

溶接制御用鉄骨システムPCには、継手に対する溶接教示プログラムを生成するための溶接アプリケーションと、溶接で用いる施工条件データベースがインストールされている。すなわち、この溶接制御用鉄骨システムPCは、前記した溶接制御装置1および溶接制御プログラムを具現化したものである。また、溶接ロボットは、前記した図1に示す溶接ロボット2と同様の構成を備えている。また、本実施例における溶接装置には、前記した構成の他に、鉄骨仕口ワーク把持用ポジショナと、溶接ロボット移動用スライダとが備えられている。そして、本実施例における溶接装置は、ダイアフラム−フランジ間の突合せ継手、および、コラムコア−フランジ間の段差T継手を溶接対象としている(図8(a)、(b)参照)。   The welding control steel system PC is installed with a welding application for generating a welding teaching program for the joint and a construction condition database used for welding. That is, this welding control steel system PC embodies the welding control apparatus 1 and the welding control program described above. Further, the welding robot has the same configuration as the welding robot 2 shown in FIG. In addition to the above-described configuration, the welding apparatus according to the present embodiment includes a steel joint work gripping positioner and a welding robot moving slider. And the welding apparatus in a present Example makes the welding object the butt joint between a diaphragm and a flange, and the level | step difference T joint between a column core and a flange (refer Fig.8 (a), (b)).

溶接を行うオペレータは、PC上の溶接アプリケーションを操作して、ワークの寸法や、溶接する継手の選択を行った後、実行操作を行う。以下、実行操作の手順について、具体的に説明する。オペレータは、まずPCと溶接ロボットを起動した後、溶接アプリケーションを起動する。次に、オペレータは、アプリ入力画面において以下に示すような値を入力する。なお、寸法入力が必要な箇所は、予め実ワーク寸法を測定しておくこととする。   An operator who performs welding performs an execution operation after operating a welding application on the PC to select a workpiece size and a joint to be welded. Hereinafter, the procedure of the execution operation will be specifically described. The operator first starts the PC and the welding robot, and then starts the welding application. Next, the operator inputs the following values on the application input screen. It should be noted that the actual workpiece dimensions are measured in advance for the places where dimension input is required.

(1)溶接するワークの選択
(2)ダイアフラム径
(3)ダイアフラム板厚
(4)溶接する継手種類(突合せ継手または段差T継手)の選択
(5)溶接する継手の勾配の有無
(6)突合せ継手の場合における表面段差センシングの有無
(7)フランジ板厚t(第2被溶接部材W2の板厚t)
(8)段差T継手の場合における表面段差量
(1) Selection of workpiece to be welded (2) Diaphragm diameter (3) Diaphragm plate thickness (4) Selection of joint type (butt joint or step T joint) to be welded (5) Presence or absence of gradient of joint to be welded (6) Butt Presence or absence of surface level difference sensing in the case of a joint (7) Flange plate thickness t (plate thickness t of second welded member W2)
(8) Amount of surface step in case of step T joint

オペレータによって上記(1)〜(8)に示す値が入力され、実行操作がスタートすると、溶接教示プログラムよるセンシング処理が開始する。当該センシング処理では、センシング手段10によって、ダイアフラム高さ(ダイアフラム上面の高さ位置)と、フランジ高さ(フランジ上面の高さ位置)とを取得する。但し、フランジ(第2被溶接部材W2)は勾配角度φを有しているため、実際のフランジ高さは、後記するフランジの勾配角度φを加味して導出する。次に、センシング手段10によって、前記したフランジ高さを基準として、ダイアフラムおよびコアに取り付けられたフランジの高さ位置を検出する。次に、センシング手段10によって、ダイアフラムに対するフランジの取り付け位置と、フランジのダイアフラムに対する左右位置と、フランジ幅と、原点位置に対する継手位置とを取得する。   When the values shown in the above (1) to (8) are input by the operator and the execution operation is started, sensing processing by the welding teaching program starts. In the sensing process, the sensing means 10 acquires the diaphragm height (the height position of the upper surface of the diaphragm) and the flange height (the height position of the upper surface of the flange). However, since the flange (second welded member W2) has a gradient angle φ, the actual flange height is derived in consideration of the flange gradient angle φ described later. Next, the height position of the flange attached to the diaphragm and the core is detected by the sensing means 10 on the basis of the above-described flange height. Next, the sensing means 10 acquires the attachment position of the flange with respect to the diaphragm, the left and right positions of the flange with respect to the diaphragm, the flange width, and the joint position with respect to the origin position.

次に、勾配角度算出手段20によってフランジの勾配角度φを算出し、開先角度算出手段30によって開先角度θを算出し、ルートギャップ幅算出手段40によってルートギャップ幅rを算出する。なお、勾配角度φ、開先角度θおよびルートギャップ幅rは、1つの継手で最大3点算出する。また、突合せ継手の場合は、前記した勾配角度φ、開先角度θおよびルートギャップ幅rに加えて、表面段差量算出手段110によって、ダイアフラム高さと、フランジの開先エッジの高さとの差から表面段差量を算出する。   Next, the gradient angle φ of the flange is calculated by the gradient angle calculation means 20, the groove angle θ is calculated by the groove angle calculation means 30, and the route gap width r is calculated by the route gap width calculation means 40. The gradient angle φ, groove angle θ, and route gap width r are calculated at a maximum of three points for one joint. In the case of a butt joint, in addition to the gradient angle φ, the groove angle θ, and the root gap width r described above, the surface step amount calculation unit 110 calculates the difference between the diaphragm height and the height of the groove edge of the flange. The amount of surface step is calculated.

次に、データ判定手段60によって、前記した勾配角度φ、開先角度θおよびルートギャップ幅r、表面段差量(突合せ継手の場合)の値が、溶接可能であると予め定められた規定の範囲内であるか否かを判定し、当該規定の範囲外であった場合は、その継手の溶接を中止する。一方、前記した勾配角度φ、開先角度θおよびルートギャップ幅r、表面段差量(突合せ継手の場合)の値が規定の範囲内である場合、これらの値に基づいて施工条件を生成し、生成した施工条件を用いて継手の多層盛り溶接を行う。   Next, the data determination means 60 sets the values of the gradient angle φ, the groove angle θ, the root gap width r, and the surface step amount (in the case of a butt joint) that are predetermined to be weldable. If it is out of the specified range, welding of the joint is stopped. On the other hand, when the values of the gradient angle φ, the groove angle θ, the root gap width r, and the surface step amount (in the case of a butt joint) are within a prescribed range, the construction conditions are generated based on these values, Multi-layer welding of joints is performed using the generated construction conditions.

以下、本実施例における施工条件の生成方法について説明する。ここで、前記した溶接教示プログラムによるセンシングによって、溶接継手の形状は以下の6パターンに大まかに分類される。   Hereinafter, the construction condition generation method in this embodiment will be described. Here, the shape of the welded joint is roughly classified into the following six patterns by sensing using the above-described welding teaching program.

(1)突合せ継手で勾配なし(図9(a)参照)
(2)突合せ継手で上り勾配(図2(a)参照)
(3)突合せ継手で下り勾配(図2(b)参照)
(4)段差T継手で勾配なし(図4(c)参照)
(5)段差T継手で上り勾配(図4(a)参照)
(6)段差T継手で下り勾配(図4(b)参照)
(1) No gradient at butt joint (see Fig. 9 (a))
(2) Up grade at the butt joint (see Fig. 2 (a))
(3) Downgrade at the butt joint (see Fig. 2 (b))
(4) No gradient at step T joint (see Fig. 4 (c))
(5) Up grade at step T joint (see Fig. 4 (a))
(6) Down slope at step T joint (see Fig. 4 (b))

前記したパターンのうちの(1)の場合は、施工条件選択手段80によって、施工条件データベース(施工条件記憶手段90)に予め用意された複数の施工条件データの中からフランジ板厚tの値に最も近いベース板厚を引当て、その値における施工条件データを読み込む。一方、前記したパターンのうちの(2)、(3)の場合は、施工条件選択手段80によって、フランジ板厚t、ルートギャップ幅r、勾配角度φおよび開先角度θから開先深さ算出手段70により算出される開先深さdを用いて、施工条件データベース(施工条件記憶手段90)に予め用意された複数の施工条件データの中から、開先深さdの値に最も近い基準開先深さを引当て、その値における施工条件データを読み込む。なお、施工条件データは、前記した図5に示したような2次元のデータベースであり、板厚tまたは開先深さdごとに、各溶接のパスにおける溶接電流、アーク電圧、溶接速度等のパラメータ値が格納されている。このパラメータ値による溶接を順番に行うことで、最適な溶着断面を実現する自動溶接を行うことができる。   In the case of (1) of the above-described patterns, the flange condition thickness t is selected from the plurality of construction condition data prepared in advance in the construction condition database (construction condition storage means 90) by the construction condition selection means 80. Allocate the nearest base plate thickness and read the construction condition data at that value. On the other hand, in the cases (2) and (3) of the above-described patterns, the groove depth is calculated from the flange plate thickness t, the root gap width r, the gradient angle φ, and the groove angle θ by the construction condition selecting means 80. Using the groove depth d calculated by the means 70, a reference closest to the value of the groove depth d from among a plurality of construction condition data prepared in advance in the construction condition database (construction condition storage means 90). Reserve the groove depth and read the construction condition data at that value. The construction condition data is a two-dimensional database as shown in FIG. 5 described above. For each plate thickness t or groove depth d, the welding current, arc voltage, welding speed, etc. in each welding pass are stored. The parameter value is stored. By performing welding with these parameter values in order, automatic welding that realizes an optimum welding section can be performed.

但し、この施工条件データのパス数は、想定される表面段差量が最も大きな値となるものをベースとしたものであるため、例えば突合せ継手において表面段差量が低い値である場合、継手の上方の溶接パスが冗長となる(図3参照)。従って、パス数決定手段120によって、表面段差量から最適なパス数を決定する。そして、施工条件修正手段140によって施工条件データのパス数を修正し、溶接に最適な施工条件を得る。   However, since the number of passes in this construction condition data is based on the assumption that the assumed amount of surface step is the largest value, for example, when the amount of surface step in the butt joint is a low value, Are redundant (see FIG. 3). Accordingly, the optimum number of passes is determined from the surface step amount by the pass number determining means 120. Then, the number of passes of the construction condition data is corrected by the construction condition correcting means 140 to obtain the optimal construction conditions for welding.

また、前記したパターンのうち、(4)〜(6)の場合は、突合せ継手の表面段差量の代わりに、余盛高さ算出手段100によって溶接ビードの余盛高さhを算出し、パス数決定手段120によって余盛高さhから最適なパス数を決定し、施工条件修正手段140によって施工条件を修正し、溶接に最適な施工条件を得る。そして、このように最適な施工条件を得た後、これを用いてロボットの教示プログラムを生成し、再生することで自動溶接を行う。   In the case of (4) to (6) among the above-described patterns, instead of the surface step amount of the butt joint, the surplus height calculating means 100 calculates the surplus height h of the weld bead, and passes The number determining means 120 determines the optimum number of passes from the surplus height h, and the construction condition correcting means 140 corrects the construction conditions to obtain optimum construction conditions for welding. Then, after obtaining the optimum construction conditions in this way, a robot teaching program is generated using this and reproduced, and automatic welding is performed.

以上、本発明に係る溶接制御装置、溶接制御方法および溶接制御プログラムについて、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。   As described above, the welding control device, the welding control method, and the welding control program according to the present invention have been specifically described in the form for carrying out the invention, but the gist of the present invention is not limited to these descriptions. It should be construed broadly based on the claims. Needless to say, various changes and modifications based on these descriptions are also included in the spirit of the present invention.

例えば、前記した溶接制御装置1では、溶接トーチ2aによって第1被溶接部材W1および第2被溶接部材W2をタッチセンシングした結果から第2被溶接部材W2の勾配角度φ、開先角度θ、ルートギャップ幅r、開先中心位置r等を求めていたが、当該溶接トーチ2aによるタッチセンシングを行わずに、例えばレーザー測定器を用いてこれらの値を求め、溶接制御装置1に手動入力することもできる。 For example, in the welding control apparatus 1 described above, the gradient angle φ, the groove angle θ, the route of the second welded member W2 from the result of touch sensing the first welded member W1 and the second welded member W2 by the welding torch 2a. gap width r, had sought groove center position r c, etc., without a touch sensing by the welding torch 2a, obtains these values using, for example, laser measuring device, for manual input to the welding control apparatus 1 You can also.

また、前記した溶接制御装置1では、図5に示すように、まず開先深さdに応じて施工条件を選択し、余盛高さhに応じて決定されたパス数によって当該施工条件を修正することで最終的な施工条件を取得していたが、これらの処理をより簡略化することも可能である。例えば段差T継手の場合を例にとると、図6に示すように、開先深さdおよび余盛高さhの両者に施工条件を対応付けた施工条件テーブルを予め施工条件記憶手段90Aに記憶させ、同図のステップS29に示すように、開先深さdおよび余盛深さhの両者に応じた施工条件を選択することで、前記したパス数決定処理を行うことなく、所望の余盛高さhに見合ったパス数を持つ施工条件を取得することができる。   In the welding control apparatus 1 described above, as shown in FIG. 5, first, the construction condition is selected according to the groove depth d, and the construction condition is determined by the number of passes determined according to the surplus height h. Although final construction conditions have been acquired by modification, these processes can be further simplified. For example, in the case of a stepped T joint, as shown in FIG. 6, a construction condition table in which construction conditions are associated with both the groove depth d and the surplus height h is stored in the construction condition storage means 90A in advance. As shown in step S29 in the figure, by selecting the construction conditions according to both the groove depth d and the surplus depth h, a desired surplus without performing the above-described pass number determination process. Construction conditions having the number of passes commensurate with the height h can be acquired.

この場合、図1に示すパス数決定手段120およびパス数記憶手段130が不要となり、余盛高さ算出手段100によって算出された余盛高さhは施工条件選択手段80に出力される。そして、施工条件選択手段80は、開先深さdと余盛高さhの両者に応じた施工条件を施工条件記憶手段90Aから選択し、これを溶接ロボット2に出力する。なお、図6のフローチャートにおけるステップS21〜S31の個々の処理は既に図5で説明済みであるため、ここでは詳細な説明は省略する。   In this case, the pass number determination unit 120 and the pass number storage unit 130 shown in FIG. 1 are not necessary, and the surplus height h calculated by the surplus height calculation unit 100 is output to the construction condition selection unit 80. Then, the construction condition selection means 80 selects construction conditions corresponding to both the groove depth d and the surplus height h from the construction condition storage means 90A, and outputs this to the welding robot 2. Note that the individual processes of steps S21 to S31 in the flowchart of FIG. 6 have already been described with reference to FIG.

なお、前記した段差T継手ではなく突合せ継手の場合は、施工条件記憶手段90Aに開先深さdおよび表面段差量の両者に施工条件を対応付けた施工条件テーブルを予め記憶させ、図1に示す表面段差量算出手段110によって算出された表面段差量は施工条件選択手段80に出力させることとする。これにより、施工条件選択手段80は、開先深さdと表面段差量の両者に応じた施工条件を施工条件記憶手段90Aから選択し、これを溶接ロボット2に出力する。なお、この方法では、溶接制御装置1のようにパス数決定処理を行う方法と比較して、開先深さdの施工条件1つに対して、予め用意する施工条件データの数を増やす必要がある。   In the case of a butt joint instead of the step T joint described above, a construction condition table in which construction conditions are associated with both the groove depth d and the amount of surface step is stored in advance in the construction condition storage means 90A, as shown in FIG. The surface level difference calculated by the surface level difference calculation means 110 shown is output to the construction condition selection means 80. Thereby, the construction condition selection means 80 selects the construction conditions corresponding to both the groove depth d and the surface step amount from the construction condition storage means 90A, and outputs this to the welding robot 2. In this method, it is necessary to increase the number of construction condition data prepared in advance for one construction condition of the groove depth d as compared with the method of performing the pass number determination process as in the welding control device 1. There is.

また、前記した溶接制御装置1では、図8(a)に示すような仕口フランジの突合せ継手および段差T継手を対象としていたが、例えば図7(a)、(b)に示すような第1被溶接部材(ダイアフラム)W3と第2被溶接部材(テーパーコア)W4とからなるテーパーコラムを対象としても構わない。この場合、第2被溶接部材W4のテーパー形状は、図7(c)に示すような1面絞り、図7(d)に示すような2面絞り、図7(e)に示すような3面絞り、図7(f)に示すような4面絞り、のいずれであってもよく、前記した溶接制御装置1と同様の手法で第2被溶接部材W4の勾配角度φや開先深さdを算出し、実際の正確な開先深さdに基づいて最適な施工条件を求めることができる。   Further, in the welding control apparatus 1 described above, the butt joint and the step T joint of the joint flange as shown in FIG. 8A are targeted, but for example, as shown in FIGS. 7A and 7B, A tapered column composed of a first member to be welded (diaphragm) W3 and a second member to be welded (tapered core) W4 may be used. In this case, the tapered shape of the second member W4 to be welded is a one-surface diaphragm as shown in FIG. 7C, a two-surface diaphragm as shown in FIG. 7D, and three as shown in FIG. Any of a surface diaphragm and a four-surface diaphragm as shown in FIG. 7 (f) may be used, and the gradient angle φ and groove depth of the second welded member W4 may be obtained in the same manner as the welding control apparatus 1 described above. d is calculated, and the optimum construction condition can be obtained based on the actual accurate groove depth d.

1 溶接制御装置
2 溶接ロボット
2a 溶接トーチ
10 センシング手段
20 勾配角度算出手段
30 開先角度算出手段
40 ルートギャップ幅算出手段
50 開先中心位置算出手段
60 データ判定手段
70 開先深さ算出手段
80 施工条件選択手段
90,90A 施工条件記憶手段
100 余盛高さ算出手段
110 表面段差量算出手段
120 パス数決定手段
130 パス数記憶手段
140 施工条件修正手段
BM 裏当材
d,d,d 開先深さ
h,h,h 余盛高さ
,I 交点
r ルートギャップ幅
開先中心位置
t,t,t 板厚(実際の板厚)
W1 第1被溶接部材
W1a 第1被溶接部材(ダイアフラム)
W1b 第1被溶接部材(コラムコア)
W2 第2被溶接部材
W3 第1被溶接部材(ダイアフラム)
W4 第2被溶接部材(テーパーコア)
WS 溶接装置
φ,φ,φ 勾配角度
θ 開先角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding control apparatus 2 Welding robot 2a Welding torch 10 Sensing means 20 Gradient angle calculation means 30 Groove angle calculation means 40 Route gap width calculation means 50 Groove center position calculation means 60 Data determination means 70 Groove depth calculation means 80 Construction condition selection unit 90,90A construction condition storage unit 100 weld reinforcement height calculation means 110 surface level difference calculating means 120 pass number determining means 130 pass number storage unit 140 construction condition modifying means BM backing material d, d A, d B open Tip depths h, h A , h B extra heights I 1 , I 2 intersection r root gap width r C groove center position t, t A , t B plate thickness (actual plate thickness)
W1 First welded member W1a First welded member (diaphragm)
W1b First welded member (column core)
W2 Second welded member W3 First welded member (diaphragm)
W4 Second welded member (tapered core)
WS welding equipment φ, φ A , φ B Gradient angle θ Groove angle

Claims (5)

第1被溶接部材の開先面と第2被溶接部材の開先面との間に形成された開先を溶接ロボット先端の溶接トーチによって溶接する溶接装置において、前記第1被溶接部材と前記第2被溶接部材の対向方向をX軸とし、前記開先の深さ方向をZ軸とした座標系を設定し、前記溶接トーチ先端に所定長さで突き出された溶接ワイヤと、前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材との間にセンシング電圧を印加し、その通電状態から前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材の前記X軸方向および前記Z軸方向の位置座標を検出し、当該位置座標と、予め設定された前記第2被溶接部材の板厚とから求めた施工条件に従って、溶接時に前記溶接ロボットを制御する溶接制御装置であって、
前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標から、前記X軸に対する前記第2被溶接部材の勾配角度を算出する勾配角度算出手段と、
前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、前記第1被溶接部材の開先面と平行な前記Z軸に対する前記第2被溶接部材の開先角度を算出する開先角度算出手段と、
前記第1被溶接部材の開先面における位置座標から、当該第1被溶接部材の開先面に沿う線分である第1開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、当該第2被溶接部材の開先面に沿う線分である第2開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標を通る線分を前記第2被溶接部材の板厚だけ平行移動させることで、前記第2被溶接部材の下面の線分である第2下面線分を算出し、前記第1開先線分上における点と、前記第2開先線分と前記第2下面線分との交点とのX軸方向における距離を、前記開先のルートギャップ幅として算出するルートギャップ幅算出手段と、
前記第2被溶接部材の板厚に対して、前記勾配角度と前記開先角度との合計角度の余弦に対する、前記開先角度の余弦の割合を乗算することで、前記開先深さを算出する開先深さ算出手段と、
前記開先深さ算出手段によって算出された開先深さに応じて、当該開先深さごとに予め定められた施工条件を選択する施工条件選択手段と、
を備えることを特徴とする溶接制御装置。
In a welding apparatus for welding a groove formed between a groove surface of a first welded member and a groove surface of a second welded member with a welding torch at the tip of a welding robot, the first welded member and the A coordinate system in which a facing direction of the second member to be welded is an X-axis and a depth direction of the groove is a Z-axis is set, and a welding wire protruding at a predetermined length from the welding torch tip; A sensing voltage is applied between the welded member and the second welded member, and the position coordinates in the X-axis direction and the Z-axis direction of the first welded member and the second welded member from the energized state Is a welding control device that controls the welding robot during welding according to the construction conditions obtained from the position coordinates and a preset plate thickness of the second welded member,
Gradient angle calculating means for calculating a gradient angle of the second welded member with respect to the X axis from a plurality of position coordinates on the upper surface of the second welded member;
A groove angle for calculating a groove angle of the second welded member with respect to the Z axis parallel to the groove surface of the first welded member from a plurality of position coordinates on the groove surface of the second welded member. A calculation means;
A first groove line segment that is a line segment along the groove surface of the first welded member is calculated from position coordinates on the groove surface of the first welded member, and the groove of the second welded member is calculated. A second groove line segment that is a line segment along the groove surface of the second welded member is calculated from a plurality of position coordinates on the surface, and a line passing through the plurality of position coordinates on the upper surface of the second welded member. The second lower surface line segment, which is the line segment of the lower surface of the second welded member, is calculated by translating the part by the plate thickness of the second welded member, and the point on the first groove line segment is calculated. And a route gap width calculating means for calculating a distance in the X-axis direction between the intersection of the second groove line segment and the second lower surface line segment as a root gap width of the groove;
The groove depth is calculated by multiplying the thickness of the second welded member by the ratio of the cosine of the groove angle to the cosine of the total angle of the gradient angle and the groove angle. Groove depth calculating means to
According to the groove depth calculated by the groove depth calculation means, construction condition selection means for selecting a predetermined construction condition for each groove depth,
A welding control apparatus comprising:
前記ルートギャップ幅に対して、前記開先深さと前記開先角度の正接とを乗算した値を加算し、当該加算値に前記勾配角度の正接を乗算し、当該乗算値に前記第2被溶接部材の脚長Sを加算することで、前記開先における溶接ビードの余盛高さを算出する余盛高さ算出手段と、
前記余盛高さ算出手段によって算出された余盛高さに応じて、当該余盛高さごとに予め定められた前記開先の形状に対応する溶接のパス数を決定するパス数決定手段と、
前記施工条件選択手段によって選択された施工条件に含まれるパス数を、前記パス数決定手段によって決定されたパス数に置き換えることで、当該施工条件を修正する施工条件修正手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の溶接制御装置。
A value obtained by multiplying the root gap width by the groove depth and the tangent of the groove angle is added, the added value is multiplied by the tangent of the gradient angle, and the multiplied value is multiplied by the second welding target. By adding the leg length S of the member, extra height calculating means for calculating the extra height of the weld bead in the groove;
According to the surplus height calculated by the surplus height calculating means, a pass number determining means for determining the number of welding passes corresponding to the groove shape predetermined for each surplus height. ,
By replacing the number of paths included in the construction condition selected by the construction condition selection means with the number of paths determined by the number of path determination means, construction condition correction means for correcting the construction conditions,
The welding control device according to claim 1, comprising:
前記勾配角度、前記開先角度および前記ルートギャップ幅のいずれかが、予め定められた値の範囲内に含まれるか否かを判定し、当該範囲内に含まれない場合、前記溶接ロボットに対して溶接中止を指示するデータ判定手段を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の溶接制御装置。   It is determined whether any one of the gradient angle, the groove angle, and the route gap width is included in a predetermined value range. The welding control apparatus according to claim 1, further comprising a data determination unit that instructs to stop welding. 第1被溶接部材の開先面と第2被溶接部材の開先面との間に形成された開先を溶接ロボット先端の溶接トーチによって溶接する溶接装置において、前記第1被溶接部材と前記第2被溶接部材の対向方向をX軸とし、前記開先の深さ方向をZ軸とした座標系を設定し、前記溶接トーチ先端に所定長さで突き出された溶接ワイヤと、前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材との間にセンシング電圧を印加し、その通電状態から前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材の前記X軸方向および前記Z字軸方向の位置座標を検出し、当該位置座標と、予め設定された前記第2被溶接部材の板厚とから求めた施工条件に従って、溶接時に前記溶接ロボットを制御する溶接制御方法であって、
勾配角度算出手段によって、前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標から、前記X軸に対する前記第2被溶接部材の勾配角度を算出する勾配角度算出工程と、
開先角度算出手段によって、前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、前記第1被溶接部材の開先面と平行な前記Z軸に対する前記第2被溶接部材の開先角度を算出する開先角度算出工程と、
ルートギャップ算出手段によって、前記第1被溶接部材の開先面における位置座標から、当該第1被溶接部材の開先面に沿う線分である第1開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、当該第2被溶接部材の開先面に沿う線分である第2開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標を通る線分を前記第2被溶接部材の板厚だけ平行移動させることで、前記第2被溶接部材の下面の線分である第2下面線分を算出し、前記第1開先線分上における点と、前記第2開先線分と前記第2下面線分との交点とのX軸方向における距離を、前記開先のルートギャップ幅として算出するルートギャップ幅算出工程と、
開先深さ算出手段によって、前記第2被溶接部材の板厚に対して、前記勾配角度と前記開先角度との合計角度の余弦に対する、前記開先角度の余弦の割合を乗算することで、前記開先深さを算出する開先深さ算出工程と、
施工条件選択手段によって、前記開先深さ算出手段によって算出された開先深さに応じて、当該開先深さごとに予め定められた施工条件を選択する施工条件選択工程と、
を含むことを特徴とする溶接制御方法。
In a welding apparatus for welding a groove formed between a groove surface of a first welded member and a groove surface of a second welded member with a welding torch at the tip of a welding robot, the first welded member and the A coordinate system in which a facing direction of the second member to be welded is an X-axis and a depth direction of the groove is a Z-axis is set, and a welding wire protruding at a predetermined length from the welding torch tip; A sensing voltage is applied between the member to be welded and the second member to be welded, and the positions of the first and second members to be welded in the X-axis direction and the Z-axis direction from the energized state. A welding control method for detecting coordinates and controlling the welding robot at the time of welding according to a construction condition obtained from the position coordinates and a preset plate thickness of the second welded member,
A gradient angle calculating step of calculating a gradient angle of the second welded member with respect to the X axis from a plurality of position coordinates on the upper surface of the second welded member by a gradient angle calculating means;
A groove angle of the second welded member with respect to the Z-axis parallel to the groove surface of the first welded member from a plurality of position coordinates on the groove surface of the second welded member by the groove angle calculating means. A groove angle calculating step of calculating an angle;
A route gap calculating means calculates a first groove line segment that is a line segment along the groove surface of the first welded member from the position coordinates on the groove surface of the first welded member, and the second A second groove line segment that is a line segment along the groove surface of the second welded member is calculated from a plurality of position coordinates on the groove surface of the welded member, and a plurality of the upper surface of the second welded member is calculated. The second lower surface line segment that is the line segment of the lower surface of the second welded member is calculated by translating a line segment that passes through the position coordinates by the plate thickness of the second welded member. A route gap width calculating step of calculating a distance in the X-axis direction between a point on the leading line segment and an intersection of the second groove line segment and the second bottom surface line segment as a root gap width of the groove; ,
By the groove depth calculation means, the plate thickness of the second welded member is multiplied by the ratio of the cosine of the groove angle to the cosine of the total angle of the gradient angle and the groove angle. A groove depth calculating step for calculating the groove depth;
According to the groove depth calculated by the groove depth calculating means by the construction condition selecting means, a construction condition selecting step for selecting a predetermined construction condition for each groove depth,
The welding control method characterized by including.
第1被溶接部材の開先面と第2被溶接部材の開先面との間に形成された開先を溶接ロボット先端の溶接トーチによって溶接する溶接装置において、前記第1被溶接部材と前記第2被溶接部材の対向方向をX軸とし、前記開先の深さ方向をZ軸とした座標系を設定し、前記溶接トーチ先端に所定長さで突き出された溶接ワイヤと、前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材との間にセンシング電圧を印加し、その通電状態から前記第1被溶接部材および前記第2被溶接部材の前記X軸方向および前記Z字軸方向の位置座標を検出し、当該位置座標と、予め設定された前記第2被溶接部材の板厚とから求めた施工条件に従って、溶接時に前記溶接ロボットを制御するために、コンピュータを、
前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標から、前記X軸に対する前記第2被溶接部材の勾配角度を算出する勾配角度算出手段、
前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、前記第1被溶接部材の開先面と平行な前記Z軸に対する前記第2被溶接部材の開先角度を算出する開先角度算出手段、
前記第1被溶接部材の開先面における位置座標から、当該第1被溶接部材の開先面に沿う線分である第1開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の開先面における複数の位置座標から、当該第2被溶接部材の開先面に沿う線分である第2開先線分を算出し、前記第2被溶接部材の上面における複数の位置座標を通る線分を前記第2被溶接部材の板厚だけ平行移動させることで、前記第2被溶接部材の下面の線分である第2下面線分を算出し、前記第1開先線分上における点と、前記第2開先線分と前記第2下面線分との交点とのX軸方向における距離を、前記開先のルートギャップ幅として算出するルートギャップ幅算出手段、
前記第2被溶接部材の板厚に対して、前記勾配角度と前記開先角度との合計角度の余弦に対する、前記開先角度の余弦の割合を乗算することで、前記開先深さを算出する開先深さ算出手段、
前記開先深さ算出手段によって算出された開先深さに応じて、当該開先深さごとに予め定められた施工条件を選択する施工条件選択手段、
として機能させるための溶接制御プログラム。
In a welding apparatus for welding a groove formed between a groove surface of a first welded member and a groove surface of a second welded member with a welding torch at the tip of a welding robot, the first welded member and the A coordinate system in which a facing direction of the second member to be welded is an X-axis and a depth direction of the groove is a Z-axis is set; A sensing voltage is applied between the member to be welded and the second member to be welded, and the positions of the first and second members to be welded in the X-axis direction and the Z-axis direction from the energized state. In order to detect the coordinates and control the welding robot at the time of welding according to the construction conditions obtained from the position coordinates and the preset plate thickness of the second welded member, a computer,
A gradient angle calculating means for calculating a gradient angle of the second welded member with respect to the X axis from a plurality of position coordinates on the upper surface of the second welded member;
A groove angle for calculating a groove angle of the second welded member with respect to the Z axis parallel to the groove surface of the first welded member from a plurality of position coordinates on the groove surface of the second welded member. Calculation means,
A first groove line segment that is a line segment along the groove surface of the first welded member is calculated from position coordinates on the groove surface of the first welded member, and the groove of the second welded member is calculated. A second groove line segment that is a line segment along the groove surface of the second welded member is calculated from a plurality of position coordinates on the surface, and a line passing through the plurality of position coordinates on the upper surface of the second welded member. The second lower surface line segment, which is the line segment of the lower surface of the second welded member, is calculated by translating the part by the plate thickness of the second welded member, and the point on the first groove line segment is calculated. And a route gap width calculating means for calculating a distance in the X-axis direction between the intersection of the second groove line segment and the second lower surface line segment as a root gap width of the groove,
The groove depth is calculated by multiplying the thickness of the second welded member by the ratio of the cosine of the groove angle to the cosine of the total angle of the gradient angle and the groove angle. Groove depth calculating means,
According to the groove depth calculated by the groove depth calculation means, construction condition selection means for selecting a predetermined construction condition for each groove depth,
Welding control program to function as
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